Исследование возможности использования микроорганизмов для очистки сточных вод от органических загрязнителей

Подождите немного. Документ загружается.

как одного из основных условий реализации предусмотренных Конституцией

РФ прав граждан на охрану здоровья и благоприятную окружающую среду. В

зависимости качества воды зависит здоровье населения. Сточные воды должны

соответствовать санитарно-эпидемиологическим правилам.

Отношения, возникающие в области охраны окружающей природной

среды, в той мере, в какой это необходимо для обеспечения санитарно-

эпидемиологического благополучия населения, регулируются

законодательством РФ об охране окружающей природной среды и настоящим

Федеральным законом.

2.4 ГОСТ 17.1.5.05-85 «Охрана природы. Гидросфера. Общие

требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и

атмосферных осадков».

Указанный стандарт распространяется на поверхностные и морские воды,

лед водоемов и водотоков, морской и ледниковый лед и атмосферные осадки

(дождь, снег, град). Стандарт устанавливает общие требования к отбору проб

для определения их химического состава и физических свойств при проведении

государственного контроля за качеством воды, льда и атмосферных осадков.

Стандарт не распространяется на отбор проб для определения экстремально

высокого уровня загрязненности вод, льда и атмосферных осадков, возникшего

в результате аварийных сбросов и выбросов загрязняющих веществ.

Опасность загрязнения воды определяется уровнем ее возможного

отрицательного влияния на контактирующие среды, пищевые продукты и прямо

или опосредовано на человека.

Результаты обследования качества воды учитывают при определении и

прогнозе степени ее опасности для здоровья и условий проживания населения в

населенных пунктах, технических решений по реабилитации и охране

водосборных территорий, оценке эффективности санитарно-экологических

мероприятий и текущего санитарного контроля над объектами,

воздействующими на окружающую среду населенного пункта.

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000130.000 ПЗ

Программа отбора проб должна быть составлена в соответствии с целью

последующего определения химического состава и физических свойств воды и

предусматривать:

-перечень определяемых компонентов;

-требования к месту отбора проб;

-периодичность и частоту отбора проб, а также, при необходимости,

статистическую обработку данных по отбору проб с целью выявления

оптимальных величин периодичности и частоты отбора проб.

Способ отбора проб определяется типом воды (поверхностная, морская),

глубиной пробоотбора, целями анализа и перечнем определяемых компонентов.

2.5 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы

"Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Санитарные

правила и нормы»

Требования санитарных правил распространяются на все поверхностные

водные объекты на территории РФ, используемые или намечаемые к

использованию для нужд населения за исключением прибрежных вод морей.

Указанные санитарные правила являются обязательными для исполнения

на территории Российской Федерации всеми юридическими и физическими

лицами, деятельность которых связана с проектированием, строительством и

эксплуатацией объектов, а также для организаций, осуществляющих

государственное управление и государственный контроль в области охраны вод

в соответствии с законодательством.

2.6 ГН 2.1.5.689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК)

химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и

культурно-бытового водопользования».

Включены гигиенические нормативы вредных веществ в питьевой воде. В

него входят индивидуальные химические вещества, которые могут

присутствовать в питьевой воде в указанном виде и могут быть

идентифицированы современными аналитическими методами. Органические

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000130.000 ПЗ

кислоты, в том числе пестициды, нормируются по аниону, независимо от того, в

какой форме представлена данная кислота в перечне (в виде кислоты, ее аниона

или ее соли).

Элементы и катионы (п.1 раздела "неорганические вещества") нормируются

суммарно для всех степеней окисления, если это не указано иначе.

Перечень имеет следующую вертикальную рубрикацию: в первой колонке

перечня приведены наиболее часто употребляемые названия химических

веществ, во второй колонке приведены синонимы названий химических веществ

и некоторые тривиальные и общепринятые наименования, в третьей колонке

приведены величины ПДК или ОДУ в мг/л, где:

ПДК - максимальные концентрации, при которых вещества не оказывают

прямого или опосредованного влияния на состояние здоровья человека (при

воздействии на организм в течение всей жизни) и не ухудшают гигиенические

условия водопотребления;

ОДУ (отмечены звездочкой) - ориентировочные допустимые уровни

веществ в водопроводной воде, разработанные на основе расчетных и экспресс-

экспериментальных методов прогноза токсичности.

Если в колонке величины нормативов указано "отсутствие", это означает,

что концентрация данного соединения в питьевой воде должна быть ниже

предела обнаружения применяемого метода анализа[20].

В четвертой колонке указан лимитирующий признак вредности веществ,

по которому установлен норматив:

- с.-т. - санитарно-токсикологический;

- орг. - органолептический с расшифровкой характера изменения

органолептических свойств воды (зап. - изменяет запах воды; окр. - придает

воде окраску; пен. - вызывает образование пены; пл. - образует пленку на

поверхности воды; привк. - придает воде привкус; оп.- вызывает опалесценцию),

в пятой колонке указан класс опасности вещества:

1 класс - чрезвычайно опасные;

2 класс - высокоопасные;

3 класс - опасные;

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000130.000 ПЗ

4 класс - умеренно опасные.

В основу классификации положены показатели, характеризующие

различную степень опасности для человека химических соединений,

загрязняющих питьевую воду, в зависимости от токсичности, кумулятивности,

способности вызывать отдаленные эффекты, лимитирующего показателя

вредности.

Классы опасности веществ учитывают:

- при выборе соединений, подлежащих первоочередному контролю в питьевой

воде;

- при установлении последовательности водоохранных мероприятий,

требующих дополнительных капиталовложений;

- при обосновании рекомендаций о замене в технологических процессах

высокоопасных веществ на менее опасные;

- при определении приоритетности разработки селективных методов

аналитического контроля веществ в воде.

3.6 НВН 33-5.3.01-85(14) Инструкция по отбору проб для анализа

сточных вод

Отобранная проба должна с наиболее возможной полнотой представлять

основные показатели химического состава сточных вод в данный момент или за

определенный промежуток времени. Способы отбора, консервирования и

хранения проб должны гарантировать неизменность химического состава в

интервале между отбором проб и их анализом. Место отбора пробы выбирается

в зависимости от цели контроля, характера выпуска сточных вод, а также в

соответствии с технологической схемой канализации. К местам отбора проб

должен быть свободный доступ.

Для отбора сточных вод должны применять устройства различного типа,

которые должны обеспечивать сохранение химического состава исследуемой

воды и гарантировать исключение элементов случайности при отборе пробы

(попадание механических примесей, недостаточное опорожнение в

пробоотборнике), а также исключать загрязнение за счет коррозии и сорбции на

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000130.000 ПЗ

стенках пробоотборного устройства. В процессе отбора проб, легко

подвергающихся изменениям, например содержащих растворенные газы,

закисное железо и т.д., необходимо избегать перемешивания опробуемой воды с

воздухом.

В данном разделе курсовой работы рассмотрены законы, нормативно-

правовые документы в области рационального природопользования водными

ресурсами, регулирующие нормы допустимого загрязнения природных вод и

определяющие предельно допустимые концентрации (ПДК). Задачами

законодательства рационального использования природных вод являются

регулирование общественных отношений в данной области, в целях охраны вод

от загрязнения, вредного воздействия и ликвидации его последствий,

улучшения состояния водных объектов, а также охраны прав предприятий,

учреждений, организаций и граждан на водопользование.

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000130.000 ПЗ

3. Исследование процесса деградации хлорированных соединений

ароматического ряда с помощью микроорганизмов в водной среде

Важное условие правильного проведения исследования - использование

генетически однородных лабораторных культур, так как они проходят поверки

чувствительности, содержатся в специальных, оговоренных стандартами

лабораторных условиях, обеспечивающих необходимую сходимость и

воспроизводимость результатов исследований, а также максимальную

чувствительность к токсическим веществам.

Объектом исследований были выбраны штаммы-деструкторы

хлорированных соединений ароматического ряда Citrobacter sp. 36-4 ch, Bacillus

cereus 34T, Pantoea agglomerans 36Ф, Brenneria salcis 38Ф, из коллекции группы

генетики микроорганизмов института биологии.

Пробы бактерий были отобраны в ходе роста через определенные

промежутки времени.

Анализ морфологических признаков культуры Citrobacter sp. 36-4 ch

показал, что при росте образовывались выпуклые полупрозрачные колонии с

неровным краем (рис.23). Клетки представляли собой подвижные палочки

разной длины с закругленными концами, до сферических. Изучение физиолого-

биохимических признаков культуры показало, что для нее характерен аэробный

рост в диапазоне температур от +10 С до +37 С с оптимум pH среды около 6,8.

Рис.23 – Штамм - деструктор Citrobacter sp. 36-4 ch

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000130.000 ПЗ

Анализ морфологических признаков культуры Pantoea agglomerans 36Ф

показал, что при росте штамма на агаризованной пептоно-глюкозной среде

образовывались полупрозрачные, гладкие блестящие колонии с плоским

ворсинчатым краем (рис. 24). Штамм проявил себя как факультативный

анаэроб, обладающий дыхательным и бродильным типами метаболизма.

Оптимальный рост наблюдался в диапазоне от +30°С до +37°С, при pH 6,8.

Рис.24 – Штамм - деструктор Pantoea agglomerans 36Ф

Анализ морфологических признаков культуры Brenneria salcis 38Ф

показал, что клетки штамма при росте образовывали гладкие приподнятые

колонии с бахромчатыми краями (рис. 25). Оптимальный рост культуры

наблюдался в диапазоне температур от +10 °С до +41 °С, при pH 6,8 и в

аэробных условиях.

Рис.25 – Штамм - деструктор Brenneria salcis 38Ф

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000130.000 ПЗ

В ходе определения основных морфологических и физиолого-

биохимических признаков культуры Bacillus cereus 34T было показано, что

клетки штамма при росте образовывали беловатые непрозрачные

мелкоскладчатые колонии (рис.26). Для штамма был характерен аэробный рост,

оптимальный рост наблюдался в диапазоне температур от +22 С до +41 С и

значениях pH среды близких к нейтральным (6,8).

Рис.26 – Штамм - деструктор Bacillus cereus 34T

Целесообразностью выбора микроорганизмов в качестве организма,

используемого для разложния хлорированных соединений в сточной воде,

является его чувствительность к хлорорганике, а также способность

использовать 2,4-дихлорфенол (2,4-ДХФ) в качестве единственного источника

углерода и энергии.

Методом потенциометрии с ионоселективным электродом определялось

содержание ионов хлора в культуральной жидкости.

Полученные результаты представлены в табл. 6-9.

Табл.6 - Исследование способности микроорганизма Citrobacter sp. 36-4 ch

Время

культивирования pXCl pXCl

Среднее

значение

Содержание

ионов Сl

1 2 3 4 5

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000126.000 ПЗ

продолжение табл.6

1 2 3 4 5

1 3,74 3,76 3,75 0,0063

2 4,27 4,27 4,27 0,0019

3 4,22 4,06 4,14 0,0026

4 4,21 4,12 4,165 0,0024

5 4,05 4,2 4,125 0,0027

Табл.7 - Исследование способности микроорганизма Pantoea agglomerans 36Ф

Время

культивирования pXCl pXCl

Среднее

значение

Содержание

ионов Сl

1 4,13 4,25 4,19 0,0023

2 4,31 4,31 4,31 0,0017

3 5,72 5,83 5,775 0,0001

4 4,27 4,26 4,265 0,0019

5 4,5 4,58 4,54 0,0010

Табл.8 - Исследование способности микроорганизма Brenneria salcis 38Ф

Время

культивирования pXCl pXCl

Среднее

значение

Содержание

ионов Сl

2с 4,99 4,97 4,98 0,0004

5с 5,13 5,16 5,145 0,0003

6с 5,04 5,09 5,065 0,0003

7с 4,54 4,56 4,55 0,0010

8с 4,48 4,48 4,48 0,0012

9с 5,23 5,21 5,22 0,0002

Табл.9 - Исследование спсобности микроорганизма Bacillus cereus 34T

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000126.000 ПЗ

Время

культивирования pXCl pXCl

Среднее

значение

Содержание

ионов Сl

1с 4,82 4,96 4,89 0,0005

2с 5,11 5,13 5,12 0,0003

6с 4,98 4,99 4,985 0,0004

7с 4,58 4,34 4,46 0,0012

На основании полученных данных были построены графики (рис.26-29)

Рис.26 - Содержание ионов хлора в культуральной жидкости культуры

Citrobacter sp. 36-4 ch, производящей конверсию 2,4–ДХФ

Как видно из рис.26 при использовании 2,4 - ДХФ в качестве единственного

источника углерода и энергии, культурой Citrobacter sp. 36-4 ch, можно заметить

что к 2-м суткам культивирования содержание хлора значительно уменьшилось

и составило 42%, и в последствие продолжает уменьшаться, достигнув к 5-м

суткам культивирования 29%.

Изм. Лист № докум. Подпис

Дата

Лист

3835.000126.000 ПЗ