всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Использование фито-очистных систем для очистки от ксенобиотиков в климатических условиях России

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 7 за 2015 год, стр. 32-42.
Рубрика: Научно-аналитические обзоры

 

Щеголькова Н.М. доктор биологических наук, главный специалист, Инженерно-технологический центр МГУП «Мосводоканал»
Рыбка К.Ю. студент, факультет почвоведения, ФГОУ ВПО Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Алмашин Д.С. аспирант, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Скрипчинский А.К. аспирант, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

Аннотация:
Фито-очистные системы (англ.: constructed wetlands, treatment wetlands) активно используются для очистки сточных вод во многих странах по всему миру. Данные системы обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными системами очистки. Они менее энергозатратны, встроены в естественный ландшафт, не требуют больших экономических вложений, достаточно просты в эксплуатации и удаляют достаточно широкий спектр загрязняющих веществ, являясь при этом одними из немногих очистных систем, способных к обезвреживанию ксенобиотиков. На основе литературных источников была накоплена база данных по эффективности разложения ксенобиотиков в фото-очистных системах. В статье описаны условия разложения ксенобиотиков (температура, загрузка, растительность) в зависимости от технологических особенностей системы. Проанализированы географические условия России в зависимости от возможности размещения тех или иных типов фото-очистных систем.

Ключевые слова: ксенобиотики, очистка сточных вод, фито-очистные системы

Ссылка для цитирования:
Щеголькова Н.М. , Рыбка К.Ю., Алмашин Д.С. , Скрипчинский А.К. Использование фито-очистных систем для очистки от ксенобиотиков в климатических условиях России // Вода: химия и экология. — 2015. — № 7. — c. 32-42. — http://watchemec.ru/article/27436/

Литература:
1. Швецов В.Н. Биосорбционно-мембранная технология восстановления качества подземных вод, загрязненных нефтепродуктами / В.Н. Швецов, В.С. Алексеев, К.М. Морозова, И.И .Смирнова, М.Ю. Семенов // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 1. С. 30-34.
2. Щеголькова Н.М. Применение фито-систем для очистки сточных вод в России / Н.М. Щеголькова, В. Диас, Е.А. Криксунов, К.Ю. Рыбка // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2014. № 5 (77). С. 20-31. ISSN 2072-2710.
3. Щеголькова Н.М. Природный механизм с техническими элементами: применение фито-систем для очистки сточных вод в разных климатических зонах / Щеголькова Н.М., Рыбка К.Ю., Диас В., Криксунов Е.А. // Вода Magazine. 2015. № 1 (78). С. 12-18. ISSN 2220-3532.
4. Vymazal J. Constructed wetlands for wastewater treatment // Water. 2010, V. 2, P. 530-549. ISSN 2073-4441.
5. Babatunde A.O. Constructed wetlands for environmental pollution control: a review of developments, research and practice in Ireland / A.O. Babatunde, Y.Q. Zhao, M. O'Neill, B. O'Sullivan // Environment International. 2008. V. 34 (1). P. 116-126.
6. Paul S. (Ed). Workbook for managing urban wetlands in Australia. 1st edn. // Sydney Olympic Park Authority. 2013. 430 p. ISBN 978-0-987-4020-0-4.
7. Sim C.H. The use of constructed wetlands for wastewater treatment // Wetlands International (Malaysia Office). 2003. 24 p.
8. Саловарова В.П. Введение в биохимическую экологию: учеб. пособие / В.П. Саловарова, А.А. Приставка, О.А. Берсенева. Иркутск: Издательство Иркутского государственного университета, 2007. 159 с. ISBN 978-5-9624-0224-6.
9. Sinha S. Microbial transformation of xenobiotics for environmental bioremediation / Sinha S., Chattopadhyay P., Pan I., Chatterjee S., Chanda P., Bandyopadhyay D., Das K. and Sen S.K. // African Journal of Biotechnology. 2009. V. 8 (22). P. 6016-6027.
10. Sutherland T.D. Isolation and characterization of a Myobacterium strain that metabolizes the insecticide endosulfan / Sutherland T.D., Horne I., Russell R.J., Oakeshott J.G. // Applied Microbiology. 2002. V. 93. P. 380-389.
11. Weir K.M. A single moonoxygenase, ese, is involved in the metabolism of the organochlorides endosulfan and endosulphate in an Arthrobacter sp. / Weir K.M., Sutherland T.D., Horne I., Russell R.J., Oakeshott J.G. // Applied and Environmental Microbiology. 2006. V. 72. P. 3524-3530.
12. Benezet H.J. Isomerization of -BHC to -BHC in the environment / Benezet H.J., Matusumura F. // Nature. 1973. № 243. P. 480-481.
13. Don R.H. Properties of six pesticide degradation plasmids isolated from Alcaligenes paradoxus and Alcaligenes eutrophus / Don R.H., Pemberton J.M. // Bacteriology. 1981. № 145. P. 681-686.
14. Chaudhry G.R. Biodegradation of halogenated organic compounds / Chaudhry G.R., Chapalamadugu S. // Microbiology. 1991. № 55. P. 59-79.
15. He J. Detoxification of vinyl chloride to ethene coupled to an anaerobic bacterium / He J., Ritalahti K.M., Yang K.L., Koenigsberg S.S., Löffler F.E. // Nature. 2003. № 424. P. 62-65.
16. Bruhn C. The in-vivo construction of 4-chloro-2- nitrophenol assimilatory bacteria / Bruhn C., Batley R.C., Knockmues H.J. // Archives of Microbiology. 1988. № 150. P. 171-177.
17. Habe H. Genetics of polycyclic aromatic hydrocarbon degradation by diverse aerobic bacteria / Habe H., Omori T. // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2003. № 67. P. 225-243.
18. Yen K.M. Genetics of naphthalene catabolism in Pseudomonads / Yen K.M., Serdar C.M. // Critical Reviews in Microbiology. 1988. № 15. P. 247-268.
19. Spain J. Degradation of 1,4 dichlorobenzene by a Pseudomonas sp. / Spain J., Nishino S.F. // Applied and Environmental Microbiology. 1987. № 53. P. 1010-1019.
20. Latorre J. Microbial metabolism of chloroanilines: enhanced evolution by natural genetic exchange / Latorre J., Reineke W., Knackmuss H.J. Arch. // Microbiology. 1984. № 140. P. 159-165.
21. Karns J.S. Metabolism of halophenols by 2,4,5-trichlorophenoxyacetic aciddegrading Pseudomonas cepacia / Karns J.S., Kilbane J.J., Duttagupta S., Chakrabarty A.M. // Applied and Environmental Microbiology. 1983. № 46. P. 1176- 1181.
22. Kanaly R.A. Biodegradation of high-molecularweight polycyclic aromatic hydrocarbons by bacteria / Kanaly R.A., Harayama S. // Journal of Bacteriology. 2000. P. 2059-2067.
23. Chang H.K. Characterization of the phthalate permease ophD from Burkholderia cepacia DBO1 / Chang H.K., Zylstra G.J. // Journal of Bacteriology. 1999. № 181. P. 6197-6199.
24. Austin B. Numerical taxonomy and ecology of petroleum degrading bacteria / Austin B., Calomiris J.J., Walker J.D., Colwell R.R. // Applied and Environmental Microbiology. 1977. № 34. P. 60-68.
25. Dykes G.A. Azoreductase activity in bacteria associated with the greening of instant chocolate puddings / Dykes G.A., Timm R.G., Von H.A. // Applied and Environmental Microbiology. 1994. № 60. P. 3027-3029.
26. Stolz A. Basic and applied aspects in the microbial degradation of azo dyes // Applied and Environmental Microbiology. 2001. № 56. P. 69-80.
27. Reife A. Pollution prevention in the production of dyes and pigments / Reife A., Freeman H.S. // Textile Chemist and Colorist & American Dyestuff Reporter. 2000. № 32. P. 56-60.
28. Bunge M. Reductive dehalogenation of chlorinated dioxins by the anaerobic bacterium Dehalococcoides ethenogenes genes sp. strain CBDBI / Bunge M., Adrian L., Kraus A., Lorenz W.G., Andreesen J.R., Gorisch H., Lechner U. // Nature. 2003. № 421. P. 357-360.
29. Coates J.D. Anaerobic benzene oxidation coupled to nitrate reduction in pure culture by two strains of Dechloromonas / Coates J.D., Chakraborty R., Lack J.G., O’Connor S.M., Cole K.A., Bender K.S., Achenbach L.A. // Nature. 2001. № 411. P. 1039-1043.
30. Кузнецов А.Е. Научные основы экобиотехнологии: учебное пособие / Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. М.: Мир, 2006. 504 с.
31. Hajiboland R. Flora of heavy metal-rich soils in NW Iran and some potential hyper-accumulator and accumulator species / Hajiboland R., Manafi M.H. // Acta Botanica Croatica. 2007. № 66 (2). P. 177–195.
32. Sulmon C. Sucrose amendment enhances phytoaccumulation of the herbicide atrazine in Arabidopsis thaliana / Sulmon C., Gouesbet G., Binet F., Martin-Laurent F., El Amrani A., Coue I. // Environmental Pollution. 2007. № 145. P. 507-515.
33. Forni C. Floating aquatic macrophytes as a decontamination tool for antimicrobial drugs / Forni C., Patrizi C., Migliore L. // Soil and Water Pollution Monitoring, Protection and Remediation. 2006. P. 3-23.
34. Anteda O.B.B. PhytoVolatilisation of Organic Chemicals // Soils & Sediments. 2003. V. 3, No 2. P. 65- 71.
35. Leistra M. Computations on the Volatilization of the fungicide fenpromorph from plants in a wind tunnel / Leistra M., Wolters A. // Water, Air, and Soil Pollution. 2004. V. 157. P. 133-148.
36. Gerhardt K.E. Phytoremediation and rhizoremediation of organic soil contaminants: Potential and challenges / Gerhardt K.E., Huang X., Glick B.R., Greenberg B.M. // Plant Science. 2009. No 176. P. 20–30.
37. Barac T. Engineered endophytic bacteria improve phytoremediation of water-soluble, volatile, organic pollutants / Barac T., Taghavi S., Borremans B., Provoost A., Oeyen L., Colpaert J., Vangronsveld J., Van der Lelie D. // Nature Biotechnology. 2004. V. 22, No 5. P. 583-588.
38. Abhilash P.C. Transgenic plants for enhanced biodegradation and phytoremediation of organic xenobiotics / Abhilash P.C., Jamil S., Singh N. // Biotechnology Advances. 2009. V. 27. P. 474-488.
39. Wang G.-D. Ex planta phytoremediation of trichlorophenol et phenolic allelochemicals via an engineered secretory laccase / Wang G.-D., Li Q.-J., Luo B., Chen X.-Y. // Nature Biotechnology. 2004. V. 22, No 7. P. 893-897.
40. Hoang H. Accelerated degradation of a variety of aromatic compounds by Spirodela polyrrhiza-bacterial associations and contribution of root exudates released from S. polyrrhiza / Hoang H., Yu N., Toyama T., Inoue D., Sei K., Ike M. // Journal of Environmental Sciences. 2010. № 22(4). P. 494-499.
41. Migliore L. Phytotoxicity to and uptake of enrofloxacin in crop plants / Migliore L., Cozzolino S., Fiori M. // Chemosphere. 2003. № 52. P. 1233-1244.
42. Dordio A.V. Evaluation of carbamazepine uptake and metabolization by Typha spp., a plant with potential use in phytotreatment / Dordio A.V., Belo M., Martins Teixeira D., Palace Carvalho A.J., Dias C.M.B., Picó Y. // Bioresource Technology. 2011. V. 102. P. 7827-7834.
43. Blin E. Quantification of the efficiency of constructed wetland at the outlet of WWTP / Blin E., Schuehmacher J., Budzinski H., Martin S. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
44. Yang L. Treatment of Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) by Constructed Wetlands – A Case Study in Taiwan / Yang L., Jen Y., Hsieh J. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
45. Tamiazzo J. Performance of a cascade constructed wetland treating surfactant polluted water / Tamiazzo J., Breschigliaro S., Salvato M., Borin M. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
46. Chen Z. Perchloroethene removal in a plant root mat filter and horizontal subsurface flow constructed wetland treating a sulfate rich contaminated groundwater / Chen Z., Kuschk P. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
47. Imfeld G. Transport and biodegradation of chloroacetanilide herbicides in lab-scale wetlands / Imfeld G., Maillard E., Elsayed O.F., Nijenhuis I., Millet M. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
48. Maillard E. Pesticide transport, partitioning and distribution in a stormwater wetland collecting runoff from a vineyard catchment / Maillard E., Imfeld G. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
49. Ávila C. Removal of emerging organic contaminants in hybrid constructed wetlands for the treatment of wastewater of small communities of warm climate regions / Ávila C., Aragón C., Martín I., Salas J. J., Bayona J. M., García J. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
50. Rühmland S. Pharmaceuticals in a Subsurface Flow Constructed Wetland and Two Ponds / Rühmland S., Wick A., Ternes T.A., Barjenbruch M. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
51. Tournebize J. Storage of agricultural drained water by a pond / reservoir system to reduce nitrate and pesticides transfer / Tournebize J., Chaumont C., Fesneau C., Mänder Ü. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
52. Schultze-Nobre L. Behaviour of dimethylphenol isomers in the rhizosphere of Juncus effuses / Schultze-Nobre L., Wiessner A., Kappelmeyer U., Kuschk P. // Proceedings from 5th International Symposium on Wetland Pollutant Dynamics and Control, Nantes, 2013.
53. Суммы активных температур выше 0°. Климат. Агроэкологический атлас России и сопредельных государств: сельскохозяйственные растения, их вредители, болезни и сорняки. Электронный ресурс: http://www.agroatlas.ru/ru/content/climatic_maps/Sum_t/Sum_t0/.
54. Щеголькова Н.М. Применение фито-систем для очистки сточных вод в России / Н.М. Щеголькова, В. Диас, Е.А. Криксунов, К.Ю. Рыбка // Тез. докл. Междунар. конф. «Водоснабжение и водоотведение населенных мест», Экватэк-2014, М.: Электронное издание.