Новая технология биологической очистки слаботочных водоемов с использованием Пробиотика ОЛИН-БИО

УДК 619:614.48 (07)

Авторы: Хмыров А.В.,  Шайбель А.Я., Минх Ш., Грязнева Т.Н.

При поддержке Департамента агропромышленного комплекса Белгородской области, ООО «БЕЛ-БИО-ПРО», MAGNAT VITAL UG, Tűbingen, Deutschland, ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина»

 

Пробиотик ОЛИН-ЭКО обладает антагонистической активностью в отношении широкого спектра патогенных и условно-патогенных бактерий и грибов, интенсивно разлагает органические загрязнители на нейтральные для окружающей среды продукты, способствует отмиранию сине-зеленых водорослей и является эффективным средством биологической реабилитации слабопроточных водоемов, используемых для разведения рыбы.

 Ключевые слова: бациллы, слаботочные водоемы, антимикробная активность, сине-зеленые водоросли, биологическая реабилитация.

 Водные объекты и созданный в стране водохозяйственный комплекс, представленный совокупностью водохозяйственных систем и сооружений, имеют большое значение для социально-экономического развития России. Наша страна располагает более 250000 квадратных километров озер, водохранилищ, водоемов комплексного назначения и рыбоводных прудов (1, 8).

Практически, все поверхностные и большая часть подземных водных объектов, особенно в европейской части страны и в районах размещения крупных промышленных и сельскохозяйственных комплексов, испытывают значительное антропогенное воздействие, что выразилось в загрязнении, истощении и деградации водных объектов и стало представлять угрозу безопасности населения (2, 3, 4, 5).

За последние десятилетия ускорилась деградация природных комплексов крупных  бассейнов рек европейской части России. Этому способствовало расширение процесса индустриализации и урбанизации, что, в конечном счете, вызывает огромную антропогенную нагрузку, которая стала причиной катастрофических изменений природной среды.

Особенно напряженная экологическая обстановка складывается в пределах Волжского и Донского бассейнов, где сосредоточено более 50 процентов промышленного и сельскохозяйственного производства России. Среднегодовая нагрузка загрязняющих веществ на экосистемы Волги, Дона и их притоков в 5 раз превосходит токсичную среднегодовую нагрузку на водные экосистемы других регионов России.

Водохранилища Волжского и Донского бассейнов представляют собой водохозяйственный комплекс многоцелевого назначения. За многолетний период эксплуатации в них отмечается процесс неуклонного возрастания интенсивности использования водных ресурсов различными водопользователями. Это является одной из причин, которая сдерживает развитие рыбного хозяйства. В результате антропогенного пресса усиливается степень зарастания прибрежной зоны высшей водной растительностью, возрастает эвтрофикация водохранилищ за счет поверхностного стока с сельскохозяйственных угодий, и как следствие – массовое «цветение» воды сине-зелеными водорослями.

Неблагоприятные факторы ухудшают условия обитания гидробионтов, снижают качество воды, наносят ущерб рыбному хозяйству, что ведет к уменьшению воспроизводства рыбной продукции.

Действенных способов борьбы с этим явлением до настоящего времени не существовало, и ни один из предлагаемых физических, химических, механических и других методов не оказался достаточно эффективным (6, 7, 9, 10).

Метод биологической реабилитации водоёмов, применяемых для разведения рыбы, основан на использовании живых, антагонистически- и биохимически- активных микроорганизмов.

Пробиотик ОЛИН-ЭКО, созданный совместными усилиями ученых  оОО  «Бел-Био-Про» (Белгород), Liability limited company «Magnat Vital UG» (Германия) и ФГБОУ ВПО  «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина», предназначен для биологической очистки слабопроточных водоемов. Препарат содержит а своем составе 2 вида бацилл - Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135, обладающих высокой антагонистической и ферментативной активностью, избирательным действием в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, вредных химических и биологических веществ, а также токсинов.

Бациллы-компоненты пробиотика ОЛИН-ЭКО характеризуются рядом преимуществ перед другими микроорганизмами, входящими в состав препаратов, предлагаемых для биологической очистки водоемов.

Во-первых, Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135 являются безвредными для человека и животных, в т.ч. рыб; характеризуются высокой ферментативной активностью, что приводит к связыванию и быстрой биодеградации органических веществ, радионуклеидов, тяжелых металлов, микотоксинов, химических ядов; способствуют регулированию и стимулированию пищеварения у рыб и других экономически значимых гидробионтов; являются устойчивыми к действию неблагоприятных климатических факторов; ко многим антибиотикам; синтезируют различные бактериоцины, что обуславливает их антагонистическую активность в отношении широкого спектра патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.

Во-вторых, Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135 технологичны в производстве, в приготовлении биологически активных добавок, комбикормов, устойчивы к широкому диапазону температур, экологически безопасны, препараты на их основе отличаются длительным сроком хранения.

Основным источником энергии жизнедеятельности Bacillus subtilis ВКПМ 10172 и Bacillus licheniformis ВКПМ 10135 являются органические вещества, характерные для донных отложений водоемов, такие как листва, фекалии рыб и водоплавающих птиц, отмершие водные растения, нанос, органические отходы, удобрения, и питательные элементы азота, фосфора, нитратов, фосфатов.

Поэтому бациллы-компоненты пробиотика ОЛИН-ЭКО могут являться частью активного ила водоема, активизируясь в случае загрязнения воды.

Целью работы явилось определение эффективности новой технологии биологической очистки слаботочных водоемов с использованием пробиотика ОЛИН-ЭКО.

Исследования проводили в Ериковском заказнике Белгородского района Белгородской области, где в Ериковском пруду в апреле 2013 г наблюдался замор рыбы, в результате ухудшения гидрохимических и микробиологических показателей воды, связанных с загрязнением  водоема органическими веществами, поступившими с навозосодержащими стоками. Низкое содержание растворенного в воде кислорода привело к развитию гипоксии у разных видов рыб.

При изучении фитопланктона было установлено, что основным его представителем являлись цианобактерии, концентрация которых в 1 мл исследуемой воды составила более 1 миллиона микробных клеток, что свидетельствует о бурном «цветении» воды (табл. 1).

 

 Таблица 1. Показатели качества воды Ериковского пруда до обработки пробиотиком ОЛИН-ЭКО

 

№ п/п	Показатель	Оптимальные границы и допустимые пределы, до			Содержание в пробах
		карповые хозяйства	форелевые хозяйства	осетровые хозяйства
1	Запах, балл	2	2	2	4
2	Мутность по формазину ЕМФ	не более 3,5	не более 3,5	не более 3,5	12,0
3	Цветность, град.	50	30	менее 30	95
4	рН (водородный показатель)	6,5-8,5	7,0-8,0	7,0-8,0	9,2
5	Кислород, мг/л	не менее 5	не менее 9	не менее 6	1,7
6	Аммиак, мг/л	0,01	0,01	0,01	0,09
7	Сероводород, мг/л	не допуск.	не допуск.	не допуск.	0,001
8	Окисляемость перманганатная, мг/л	15	10	5-15	24
9	Азот аммонийный, мг/л	1,0	0,5	0,5	1,5
10	Нитраты, мг/л	2,0	1,0	1,0	6,7
11	Нитриты, мг/л	0,02	0,02	0,1	0,3
12	Общее мик­робное число (ОМЧ), КОЕ/мл	100	100	100	2,5·106
13	Общее количество колиформных бактерий (ОКБ), КОЕ/мл	5	5	5	1,5·105
14	Фекальный стрептококк - Еnterococcus  faecalis	не допуск.	не допуск.	не допуск.	1,7·102
15	Псевдомонады – P.aeruginosa	не допуск.	не допуск.	не допуск.	2,2·102
16	Фитопланктон по хлорофиллу, мкг/л	100	10	10	3000
17	Сине-зеленые водоросли –Cyanobacteria, м.кл./мл	1000	100	100	106

Обработку водоема пробиотиком ОЛИН-ЭКО начали проводить в мае.

Расход ОЛИНА-ЭКО на очистку водоема составлял от 1,0 до 3,0 г препарата на 1 м² водного зеркала.

ОЛИН-ЭКО наносили на поверхность воды в сухом виде, равномерно распыляя его над водным зеркалом, а также использовали препарат в жидком виде, растворяя его водой из пруда и разбрызгивая с помощью бытового пульвелизатора.

Для внесения препарата в воду использовали лодочный транспорт, равномерно распределяя препарат по всей глади пруда.

ОЛИН-ЭКО вносили в водоем трехкратно, отдельными дозами с двухнедельными интервалами по следующему графику:

- неделя 1 – 3,0 г препарата на 1 м² водного зеркала;

- неделя 3 – 2,0 г препарата на 1 м² водного зеркала;

- неделя 5 – 1,0 г препарата на 1 м² водного зеркала.

В течение 24 часов после внесения ОЛИН-ЭКО в водоем происходило прорастание спор и  активизация бацилл во всем объеме воды и в донных отложениях. Бациллы активно размножались и потребляли питательные элементы и органические вещества из воды и донного ила.

Очищение воды в водоеме наступило через 3 недели после начала обработки водоема препаратом.

При этом на 99,9% сократилась концентрация сине-зеленых водорослей в 1 мл воды. Количество растворенного в воде кислорода увеличилось до 6 мг/л (табл. 2).

 

Таблица 2. Показатели качества воды Ериковского пруда через 3 недели после обработки пробиотиком ОЛИН-ЭКО

 

№ п/п	Показатель	Содержание в пробах
1	Запах, балл	2
2	Мутность по формазину ЕМФ	4,0
3	Цветность, град.	40
4	рН (водородный показатель)	6,8
5	Кислород, мг/л	6,0
6	Аммиак, мг/л	0,01
7	Сероводород, мг/л	0,001
8	Окисляемость перманганатная, мг/л	12
9	Азот аммонийный, мг/л	0,7
10	Нитраты, мг/л	6,7
11	Нитриты, мг/л	0,02
12	Общее мик­робное число (ОМЧ), КОЕ/мл	99
13	Общее количество колиформных бактерий (ОКБ), КОЕ/мл	50
14	Фекальный стрептококк - Еnterococcus  faecalis	0
15	Псевдомонады – P.aeruginosa	0
16	Фитопланктон по хлорофиллу, мкг/л	10
17	Сине-зеленые водоросли –Cyanobacteria, м.кл./мл	10

В результате проведенных исследований было установлено, что ОЛИН-ЭКО  обладает следующими уникальными свойствами:

·   содержит 2 вида почвенных микроорганизмов в споровой форме;

·   разлагает органические загрязнители на нейтральные для окружающей среды продукты;

·   повышает микробиологическое самоочищение воды, ускоряет отмирание патогенных, условно-патогенных и гнилостных  микроорганизмов;

·   не содержит вредных или генетически измененных микроорганизмов;

·   не содержит токсичных веществ;

·   безвреден для человека, животных, рыб, насекомых, растений, зоопланктона;

·   не является загрязнителем воды, почвы, воздуха;

·   продукты метаболизма компонентов биопрепарата после их действия полностью биологически разлагаются.

Заключение. Применение пробиотика ОЛИН-ЭКО эффективно для закрытых и слабопроточных водоемов - прудов, озер, водохранилищ и рекомендовано для очистки воды и донных иловых отложений, восстановления биологического баланса и самоочищения интенсивно загрязненных (деградирующих, эвтрофных) и испытывающих техногенную и антропогенную нагрузку прудовых и озерных водоемов - преемников стоков с высоким уровнем донных осадков, высокой мутностью воды, образованием неприятных запахов, газов, засильем сине-зеленых водорослей, тины, ряски, периодическими заморами, ослабленным самоочищением, биологическим загрязнением.

Технологически ОЛИН-ЭКО может быть вмонтирован в специальный пористый фильтр, способствующий поселению там микроорганизмов, питающихся органикой, задерживаемой фильтром. Размер и количество фильтрующего вещества определяются в зависимости от размеров водоема и наличия в нем рыбы.

Внесение в загрязненный водоем предложенных доз ОЛИН-ЭКО создает в воде и донных отложениях устойчиво высокую концентрацию полезных микроорганизмов, существенно активизирующих биохимические процессы самоочищения, проявляющих антагонистическое действие в отношении патогенных, условно-патогенных и гнилостных микроорганизмов, а именно:

a) микробиологическое потребление органики донных отложений, превращение органических веществ в СО₂ и Н₂О;

б) биологическое удаление из воды органических веществ и питательных элементов азота, фосфора, нитратов, фосфатов;

в) понижение в воде значений БПК, ХПК, ВВ на 98%;

г) пробиотическое ускорение отмирания вредных и патогенных микроорганизмов в водоеме;

д) интенсификация самоочищения воды до 99%;

е) микробно-ферментное улучшение перманганатной окисляемости воды;

ж) лечебно-профилактическое действие препарата на организм рыб и других экономически значимых гидробионтов;

з) оздоровление рыбоводного хозяйства от бактериальных (аэромоноз, микобактериоз, псевдомоноз и др.), вирусных (оспа, папилломатоз и др.), грибных (бранхиомикоз, сапролегниоз, ихтиоспоридоз и др.) и паразитарных (диродактилез, дактилогироз, ихтиофтириоз, хилодонеллез и др.)  болезней рыб различных половозрастных групп и пород;

и) повышение продуктивности рыб;

к) нормализации пищеварения рыб и профилактики дисбактериоза;

л) экономия корма.

 Благодаря очистке водоема от загрязнения восстанавливаются биологический баланс и интенсифицируются процессы микробиологического, биохимического, физического, и химического самоочищения. Водоем начинает функционировать как самоочищающаяся система.

Достигнутое очисткой биологическое равновесие и самоочищение водоема может сохраняться десятки лет при условии соблюдения санитарного режима водоема.

При достижении заданного уровня очистки водоема от загрязнения и восстановления процессов самоочищения среда водоема перестает быть питательной для сине-зеленых водорослей, тины, ряски и они исчезают из водоёма естественным образом, возвращаясь в естественное состояние биологического баланса. Успевшая образоваться к моменту очистки избыточная биомасса сине-зеленых водорослей отмирает естественным образом в течение двух-трех недель и опускается на дно, где ее остатки полностью уничтожаются бактериями ОЛИН-ЭКО.

Технология биологической очистки и восстановления биологического баланса и самоочищения слабопроточных водоемов с использованием пробиотика БЕЛОЛИН-ЭКО экологически безопасно снижает внутреннюю органическую и биогенную нагрузку на водоем за один вегетативный сезон, что создает условия для биологической реабилитации водоема.

Биологическая очистка водоема по технологии ОЛИН-ЭКО позволяет восстановить биологический баланс, самоочищение, и ценность водоема как источника питьевой воды и разнообразия биоресурсов.

Технология ОЛИН-ЭКО является альтернативой механическим методам удаления отложений донного ила из водоемов как средство дноуглубления, улучшения кислородного режима, предотвращения заморов рыбы и защиты от цветения

Метод является экологически безопасным, так как все процессы, которые он вызывает в водоёме, направлены на улучшение качества воды, увеличение в ней растворенного кислорода, уничтожение патогенных бактерий, лечение и профилактику инфекционных и паразитарных болезней рыб.

Применение описанной технологии позволяет за один теплый сезон очистить воду до требований СанПин 2.1.5.980-00 «Охрана поверхностных вод», понизить уровень донных отложений от 30% до 60% за счет потребления гниющей органической составляющей. В очищенном водоеме сине-зеленые водоросли лишаются источника питательных веществ и отмирают естественным образом, ряска прекращает дальнейшее распространение, постепенно сокращает популяцию и полностью исчезает за один теплый сезон.

 Метод применим для любого пресноводного водоёма, в т.ч. прудов, озер и водохранилищ.

Метод не имеет экономической альтернативы, так как затраты на его осуществление в десятки раз ниже любого другого способа борьбы с биологическим загрязнением водоёмов.

 

Литература  

1. Водный кодекс Российской Федерации //Федеральное Собрание РФ № 86-ФЗ от 30.06.2003 г.

2. ГОСТ 22.6.02.-97 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мобильные средства очистки поверхностных вод. Общие технические требования».

3. Методические указания по применению правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами / МУ 2183-80.- М.: Минздрав России.- 1984.

4. Методические указания по определению биохимического потребления кислорода при санитарной оценке воды в рыбохозяйственных водоемах.- М.: МУ № 13-4-2/1750.- 2010.- 26 с.

5. Методические рекомендации по восстановлению биологического равновесия в водоемах с малой проточностью (пруды, озера, водохранилища) /Шайбель А.Я., Грязнева Т.Н., Штефан Минх.- Белгород: Изд-во LLC «Magnat Vital UG».- 2013.- 55 с.

6. ОСТ 15.372-87 «Вода для рыбных хозяйств. Общие требования и нормы».- Минрыбхоз СССР.- 1987.

7. ОСТ 15.282-83 «Вода для прудовых форелевых и карповых хозяйств. Термины и определения».- Минрыбхоз СССР.- 1983.

8. Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 № 20 "Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения" //Российская газета от 05.03.2010.

9. Рекомендации по внедрению ресурсосберегающей технологии выращивания прудовой товарной рыбы.- Минск: РУП "Институт рыбного хозяйства".- 2008.- 18 с.

10. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».- М.: Минздрав России.- 2000.

 

 

 

* При копировании материалов обязательно ссылаться на сайт www.probiotic-olin.ru