Нанотехнологии помогают очищать водоемы

Индустриальному обществу вполне под силу вывести из состояния устойчивого биологического равновесия даже рукотворные моря. Опыт последнего десятилетия показывает, что если не принимать мер, то естественное старение и индустриальное загрязнение водоемов приводит к  их эвтрофикации, вслед за которой наступает деградация, делающая водоем непригодным по большинству парамет­ров. Причины нарушения биологического баланса – перенасыщение водоема биогенными элементами азота и фосфора, а также свободным органическим веществом, гниение которого забирает из воды растворенный кислород и выделяет в воду питательные элементы. Накопление питания в водоеме происходит как естественным образом, так и с «помощью» человека. Наиболее устрашающие примеры, такие как, например, Ижевское водохранилище, наглядно демонстрируют последствия как естественного старения крупного закрытого водоема, так и неумеренного антропогенного воздействия на закрытый водоем.
Не подвергающийся антропогенной и техногенной нагрузке закрытый водоем представляет собой устойчивую замкнутую само­очищающуюся систему, для которой характерно состояние биологического баланса и самоочищения. Со временем в водоеме накапливается критическая масса биодоступных питательных элементов и свободного органического вещества, приводящая к сдвигу в экосистеме пруда, озера, водохранилища.

Методы очистки водоемов
На сегодняшний день известны механические, химические и биологические методы очистки водоемов.
Механическая очистка водоема сводится к откачиванию со дна водоема илистых отложений и уборке механических загрязнений. Эти работы гарантируют полное удаление из водоема биомассы свободной органики и биогенных элементов, однако полностью разрушают при этом сложившуюся за многие годы экосистему водоема.
Биологические методы не однородны. Например, опыт использования различных пород растительноядных рыб с целью очищения водоемов показывает, что данный метод имеет очень ограниченную область применения. Рыбы способны очистить водоем только от некоторых видов съедобных высших водорослей, да и то только в том случае, если в это время рядом не окажется более привлекательного питания.
Тем не менее, биологические методы продолжают представлять интерес в силу невысокой стоимости по сравнению с механической очисткой, недеструктивного характера влияния на водоем, нетоксичности по сравнению с реагентными методами. Сущеcтвуют биологические методы, работающие за счет удаления из воды растворенных органических и биогенных веществ путем их адсорбции высшими водными растениями, организмами-фильтраторами, простейшими водорослями. Образующаяся при этом живая биомасса остается в водоеме, и после отмирания усвоенные во время жизнедеятельности биогенные элементы снова высвобождаются в водную среду.

Технология биологической 
очистки Микрозим™
На биохимической роли живых микроорганизмов в обращении в водоеме  органического вещества и биогенных элементов основана технология биологической очистки закрытых водоемов Микрозим™ (Понд Трит™). В основе метода лежит устранение основных причин нарушения биологического баланса водоема:
а) избытка свободного органического углерода, присутствующего в водоеме в виде донных иловых отложений;
б) превышающих концентраций биодоступных растворимых химических форм фосфора;
в) избытка азота.
Разрушение свободной органики происходит путем целенаправленной микробиологической биодеструкции cвободного органического вещества, протекающей с образованием углекислоты, по своей интенсивности и скорости многократно превосходящей эффективность и темпы разрушения донной органики естественными гнилостными микроорганизмами и грибками. Эффект достигается за счет научного селективного отбора штаммов анаэробных факультативных микроорганизмов, наиболее эффективно участвую­щих в расщеплении иловой органики с помощью синтезируемых клеткой внеклеточных ферментов, катализирующих реакции разложения сложной органики на простые вещества, утилизируемые клеткой с образованием воды и углекислоты. Фосфаты являются биогенным веществом, лимитирующим рост и массовое размножение сине-зеленых водорослей, вызывающих «цветение» озер и водохранилищ. Фосфаты в растворимой химической форме биодоступны для сине-зеленых водорослей, превышение их концентрации в воде, обычно провоцирует цветение. Планктонные клетки микроорганизмов намного более эффективно, чем цианобактерии связывают в своей живой клеточной массе биодоступные растворенные в воде и донных отложениях фосфаты и ортофосфаты, делая их недоступными для сине-зеленых водорослей. После отмирания микроорганизмов фосфор выводится в донные отложения в недоступной для простейших водорослей (в том числе цианобактерий) нерастворимой форме. Поскольку фосфаты при обычных условиях поки­дают водоем в основном в виде мяса рыбы и экскрементов водоплавающих птиц, биологическое депонирование фосфатов в донных отложениях в нерастворимой форме – единственный способ резко прервать цикл питания сине-зеленых и других простейших водорослей и разомкнуть цепь циклических «цветений».
Азот лимитирует рост высших водорослей и некоторых видов простейших водорослей. Окончательное удаление азота из водоема в атмосферу может происходить в результате анаэробных денитрифика­ционных процессов. Различные микроорганизмы препарата способны осуществлять биохимические процессы:
а) денитрификации в анаэробных и близких к анаэробным зонах донных отложений;
б) удаления из воды избытка нитратов накапливанием в клеточной массе аэробных микроорганизмов. 
Удаление из водоема молекулярного азота путем денитрификации тре­бует анаэробных условий и протекает в ес­тественном водоеме достаточно медленно, это долговременный процесс. Аэробное удаление микроорганизмами из воды нитратного азота способно эффективно конкурировать с мягкой погруженной растительностью (тиной), простейшими водорослями, ликвидируя в очень сжатые сроки благоприятные условия их размножения.
Технология Микрозим™ не оказы­вает на водоем, его обитателей и трофические цепи токсического или отрицательного экологического воздействия. Вносимые в водоем микроорганизмы не нарушают трофических связей, сами являются экологически чистым питанием для зоопланктона и рыб. Применение технологии Микрозим™ целенаправленно в очень сжатые сроки ликвидирует первопричину нарушения водоема, переводя свободный углерод донных отложений в углекислый газ, многократно снижая биодоступность фосфора, связывая и удаляя сначала из воды, а впоследствии из водоема, излишки азота. Это cоздает необходимые условия для эффективного размыкания цепи циклического размножения сине-зеленых водорослей, ряски, восстанавливает биологический баланс водоема, понижает уровень донных отложений, повы­шает гидрохимическое качество воды. Обеспечиваются высокие показатели эффективности очистки:
- эффективность очистки воды от органических веществ и биогенных элементов азота и фосфора достигает в среднем 85-90 % за теплый сезон;
- эффективность перевода свободного органического углерода донных отложений в углекислоту и альбуминный азот – до 50 % всей массы органического углерода донных отложений за один теплый сезон;
- эффективность борьбы с размножением сине-зеленых водорослей составляет 90-95 % за один теплый сезон;
- эффективность удаления мягкой погруженной растительности, например, зеленых нитчатых водорослей (тины) составляет 95-100 % за теплый сезон;
- эффективность удаления ряски составляет 80-90 % за один теплый сезон.
Технология Микрозим™ универсальна для любых непроточных и слабопроточных водоемов любых размеров. Клетки бактерий обладают высокой подвижностью в поисках питания и свободно распространяются в любом объеме воды на значительные расстояния, поэтому необходимая для эффективной очистки концентрация микроорганизмов в толще воды и донных отложениях, создается равномерно во всем объеме воды и донного ила всего водоема. Очистка водоема может продолжаться в течение всего теплого вегетативного сезона обычно с мая по октябрь при температурах – +5 0С до +50 0С. 
Бактерии не боятся холода – при температурах ниже 0 0С клетки превращаются в споры, чтобы при последующем потеплении снова ожить. Одного теп­лого вегетативного сезона достаточно, чтобы достичьв водоеме положительных изменений.

Достижения 
Достигнутые за один теплый сезон результаты сохраняются, однако, в два-три следующих за первым годом очистки года необходимо поддерживать биологический баланс водоема внесением уменьшенных поддерживающих доз препарата.
В  период с 2005 г. по 2011 г. включительно технология Микрозим™ участвует в крупномасштабном проекте (cвыше 200 водоемов) по реабилитации закрытых водоемов на территории г. Москвы. Руководителем проекта со стороны разработчика технологии и исполнителя проекта является автор настоящей статьи, государственным заказчиком выступает ГУП «Мосводосток». Подтверждена воспроизводимость положительного результата в большинстве (до 95 %) cлучаев применения технологии в широком диапазоне нарушений водоемов, как результата естественного старения, так и антропогенно-техногенного воздействия.
Применение технологии Микрозим™ позво­ляет восстановить биологический баланс водоема в очень сжатые сроки. Учитывая, что нарушения экологического состояния большинства крупных водоемов и водохранилищ связаны с антропогенным и техногенным воздействием, ограничение систематического сброса в водоемы приоритетных загрязнителей (путем строительства очистных сооружений, ликвидации шлакоотвалов и т.д.), в комплексе мер по противодействию дальнейшей деградации, всегда должно сопровождать применение данной технологии. 

г. Москва, ул.  Гиляровского, д. 4, стр. 5, тел./факс: (495) 225-45-38, 514-38-42, е-mail: koa@microzym.ru 
www.микрозим.рф