Влияние сточных вод на микроорганизмы донного ила

ЧАСТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА
С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ ИНОСТРАННЫХ ЯЗЫКОВ
«МИР ЗНАНИЙ»
с. Петрово-Дальнее Красногорского района Московской области




Исследовательская работа

Тема: «Влияние сточных вод на микроорганизмы донного ила»


Автор работы: Власов Федор,
учащийся 8А класса

Научный руководитель: Колычева Т.А.,
учитель биологии и химии



2012 год

Содержание

Страница
I. Введение.3
I.1. Многообразие микроорганизмов донного ила3
I.2. Роль микроорганизмов донного ила в биоценозе...4
II. Основная часть
II.1. Влияние моющих средств на
микроорганизмы донного ила7
II.2. Влияние солей тяжелых металлов на м/о
донного ила..7
II.3. Определение степени очистки воды донным
илом..7
III. Выводы.9
IV. Источники информации..10
V. Приложения..11








I. Введение.
В наши дни трудно найти водоем, не пострадавший от издержек цивилизации. Нефть, промышленные и канализационные стоки, удобрения, смытые с полей,- все попадает в водоемы.
Процесс очищения водоема невероятно сложен и с микробиологической, и с физико-химической точек зрения. Главные “действующие лица” здесь – микроорганизмы, обитающие в воде и донном иле. Понять основные закономерности самоочищения водоема, узнать, что ему способствует, а что препятствует, я выясню в работе.
Цель: Исследовать влияние бытовых сточных вод, на микроорганизмы донного ила.
Задачи:
1. Изучить многообразие организмов донного ила.
2. Выяснить роль активного ила в биоценозе.
3. Исследовать влияние бытовых сточных вод содержащих мыло, синтетические моющие средства и соли тяжелых металлов на микроорганизмы донного ила.
4. Сконструировать лабораторную очистную установку с фильтром из активного ила.

I.1. Многообразие микроорганизмов донного ила.

Каждый водоем – сложная система, где обитают бактерии, водоросли, высшие водные растения. Общая их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. Факторы самоочищения многообразны. Их можно разделить на 3 группы: физические, химические и биологические. К биологическим факторам самоочищения относятся полезные микроорганизмы: сапрофитные бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли, для которых основным источником энергии и жизнедеятельности является потребление неживого органического материала. В постоянно загрязняемых водоемах число полезных микроорганизмов в субстратах загрязнителях насчитывает не более нескольких тысяч единиц на 100 граммов субстрата, одни группы микроорганизмов сохраняют присутствие, в то время, как количество других критически уменьшается [1].
Часто встречающиеся виды микроорганизмов в составе донного ила:
эуглифа (раковинная [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
арцелла (раковинная амёба)
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
нитчатые бактерии
сосущая инфузория
политома ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ])
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] нотоммата
хлопья активного ила
амёба дисковидная
зоолгея «оленьи рога»
коловратка филодина
солнечник
оксидриха (брюхоресничная инфузория)
хармонихилл (инфузория)
кархезиум (колониальная инфузория)
амёба террикола
бодо (жгутиковые)
аспидиска (брюхоресничная)
эплотес (брюхоресничная инфузория)
эолозома (малощетинковый червь)
оперкулярия (колониальная инфузория)
циклидиум (инфузория)
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
коловратка моностила
стилонихия (инфузория)
коловратка катипна [2].

При рассматривании капли воды под микроскопом из реки Липки, были замечены следующие микроорганизмы: амебы обыкновенные (Фото 1), одноклеточные водоросли (Фото 2), инфузории, хлопья активного ила (фото 3).

I.2. Роль микроорганизмов донного ила в биоценозе.
Активный ил  один из методов биологической [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Данный метод был изобретён в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] году. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] сточных вод осуществляется с целью удаления из них [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в том числе соединений [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Множество микроорганизмов, составляющих активный ил биологического очистного сооружения, находясь в сточной жидкости, поглощает загрязняющие вещества внутрь [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], где они под воздействием [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] подвергаются биохимическим превращениям. При этом органические и некоторые виды неорганических загрязняющих веществ используются бактериальной клеткой в двух направлениях:
Биологическое окисление в присутствии [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] до безвредных продуктов [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]: Органическое вещество + О2 (в присутствии ферментов) => СО2 + Н2О + Q Выделяющаяся при этом энергия используется клеткой для обеспечения своей жизнедеятельности (движение, дыхание, размножение и т. п.).
Синтез новой клетки (размножение): Органическое вещество + N + P + Q (в присутствии ферментов) => НОВАЯ КЛЕТКА Интенсивность и глубина протекания процессов зависит от качественного состава активного ила, разнообразия форм и видов микроорганизмов, способности их адаптации (приспособления) к конкретному составу загрязняющих веществ сточной жидкости и условий проведения процесса.
Условия проведения процесса:
наличие в сточной жидкости и оптимальное соотношение органического [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], биогенных элементов (азота и фосфора) и микроэлементов ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и др.);
соблюдение [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] загрязняющих веществ;
отсутствие в сточной жидкости токсичных для микроорганизмов веществ;
достаточное количество кислорода и интенсивность [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ];
оптимальный температурный режим;
нагрузка на ил по количеству загрязняющих веществ;
время контакта ила и сточной жидкости;
конструктивные особенности сооружений и биологической схемы очистки.

Микроорганизмы являются эффективным индикатором для определения качества ила. Для осуществления биоиндикаторного контроля проводят [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] водно-иловой смеси методом [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Определяются структурные особенности [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] активного ила, организмы которого обладают способностью реагировать (качественным изменением и количественным распределением отдельных групп) на состав и свойства очищаемых сточных вод, а также на условия жизнеобеспечения. Численное преобладание того или иного компонента биоценоза служит индикатором стабильности и эффективности технологического процесса очистки сточных вод. Данный метод позволяет определить отклонения микроорганизмов и изменение видового состава биоценоза от нормального состояния, причем по степени таких отклонений не только определять состояние, но и прогнозировать сроки перспективы изменения нормального протекания технологического процесса биологической очистки сточных вод [1].
Неглубокие, хорошо прогреваемые водоемы отличаются большой продуктивностью биомассы и повышенным содержанием органических веществ. Часто в период бурного размножения водорослей они «цветут», а на дне таких водоемов всегда образуется много органических осадков. По мнению специалистов Сибирского федерального университета и Института биофизики СО РАН, богатые органикой донные илы можно эффективно использовать в качестве сырья для производства одной из разновидностей биотоплива – биодизеля [3].






















II .Основная часть.
II.1. Влияние моющих средств на микроорганизмы донного ила.

Поместили в 3 пробирки примерно по 0,5-1 мл донного ила (Фото 4) и залили сверху по 10 мл в первую пробирку 1%-го раствора твердого туалетного мыла, во вторую – раствора жидкого мыла, а в третью – раствора геля для душа. Встряхнули пробирки. Их содержимое пенится, как и следовало ожидать (Фото 5). Неплотно прикрыли пробирки комочками ваты и оставили на сутки. Снова встряхнули пробирки. Теперь в первой пробирке жидкость не пенится. Мыло исчезло, а сам раствор приобрел неприятный запах, выпал серо-бурый осадок. В двух других пробирках с растворами синтетических моющих средств при встряхивании появилась пена в большом количестве (Фото 6) [4].
Дело в том, что микроорганизмы, обитающие в донном иле, съели органическую часть мыла. Продукты их жизнедеятельности частично выпали в осадок, а частично выделились в виде газов с неприятным запахом. Если в пробирках с СМС жидкость продолжает пениться, значит, микроорганизмы не желают перерабатывать синтетику.

II.2. Влияние солей тяжелых металлов на м/о донного ила.
В две пробирки внесли по 0,5 г донного ила и влили по 10 мл 10%-го раствора медного купороса и красной кровяной соли (Фото 7). Смесь в пробирках тщательно встряхнули и оставили на 3 часа. Затем жидкость из пробирок осторожно слили, остатки промыли несколько раз чистой водой и влили в каждую пробирку по 10 мл 1%-го раствора твердого туалетного мыла. Затем сделать все, как и в первом опыте [4].
Раствор продолжает пениться много часов спустя (Фото 8). Значит, ядовитые вещества вывели из строя микроорганизмы, и те не смогли перерабатывать органические остатки. Именно поэтому нельзя сбрасывать неочищенные промышленные стоки в водоемы - погибают микроорганизмы, и нарушается способность водоема к самоочищению.

II.3. Определение степени очистки воды донным илом.
Мной была собрана модель очистного сооружения (Фото 9). В колбу залит 1%-й раствор туалетного мыла. В трубку помещен донный ил в смеси с песком, с обоих концов трубку заткнул кусочками ваты. С одной стороны трубка соединена резиновым шлангом с колбой, в которой находится мыльный раствор, а с другой с трубкой с винтом. Очищенная вода собирается в чистую колбу со скоростью3-4 капли в час (скорость отрегулирована клапаном). Через день в колбе-приемнике собралась очищенная от мыла прозрачная вода (Фото 10).
Разумеется, такую воду пить нельзя, но можно проверить, очистилась ли вода. Для этого надо положить в очищенную воду несколько крупинок перманганата калия. Раствор остался малиновым (Фото 11). Это значит, что вода очистилась микроорганизмами от мыла.




























III. Выводы.
Природный водоем представляет собой биологически сбалансированную экологическую систему, настроенную на самоочищение и самовосстановление. Это состояние может быть нарушено в результате загрязнения водоема бытовыми сточными водами, содержащими синтетические моющие средства такие, как стиральные порошки, шампуни, средства для мытья посуды, гели для душа и другие чистящие и моющие средства.
Также в результате экспериментов было доказано, что попадающие в естественный водоем химические соединения, содержащие соли тяжелых металлов, губительно действуют на микроорганизмы донного ила.
Но натуральную органику микроорганизмы водоемов способны перерабатывать, участвуя в процессе биологической очистки и способствуя самовосстановлению водоемов.






















IV. Источники информации.

poljenn.rumore-about-joomla/67/3439-kak-ochistit
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
strf.rumaterial.aspx
Аранская О.С., Бурая И.В. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии: 8 – 11 классы: Методическое пособие. – М.: Вента-Граф, 2005.



































13PAGE 15


13PAGE 141015





Приложенные файлы

  • doc 19
    Размер файла: 83 kB Загрузок: 1