/ Очистка загрязненных вод с помощью высшего водного растения эйхорнии (водного гиацинта)
Высшее водное растение эйхорния (водный гиацинт) — плавающее декоративное водное растение, с помощью корней способное к энергичному извлечению из воды самых различных загрязнителей, в том числе содержащих углеводород, фосфор и азотистые соединения. Растение с большой скоростью окисляет и расщепляет примеси на простые элементы и усваивает их как питание. Оно способно осветлять, дезодорировать воду, вызывать гибель кишечной палочки, сальмонеллы, энтерококка и других болезнетворных бактерий, поглощать соединения биогенов, ускорять процесс нитрификации, минерализировать нефтепродукты и обезвреживать многие токсины. Эти способности растения к утилизации, трансформации многих веществ делают его важным в общем процессе самоочищения водоёмов.
Собираемая биомасса растения является побочным продуктом обработки загрязненных вод. Она может подлежать дальнейшей переработке и использованию с витаминными добавками в кормовом рационе сельскохозяйственных животных, переработке в удобрение, бумагу, волокно, энергию, пищевые продукты.
Роль окислителя в естественных процессах жизнедеятельности водного гиацинта выполняет кислород, который в избытке вырабатывается растением.
Как и все плавающие водные растения, эйхорния с помощью листьев использует для фотосинтеза углекислый газ воздуха. Интенсивность фотосинтеза плавающего растения выше, чем у погружного. Вегетация эйхорнии более производительна по биомассе, чем других аналогичных растений. Активность вегетации зависит от температуры, концентрации питательных для них веществ и достаточной степени освещенности.
Поведение растения во время очистки загрязненной воды меняется в зависимости от многих факторов: концентрации различных элементов и соединений, температуры воды и воздуха, кислородной обеспеченности, освещенности, долготы светового дня.
Транспирация растений (движение воды через растения) способствует росту и интенсивности их размножения, что интенсифицирует извлечение питательных веществ для них из очищаемой воды. Таким образом, эйхорния способна, наращивая зеленую массу, постоянно усиливать извлечение из воды для себя питательных веществ, мобильных соединений, биогенов, особенно типа нитратных и фосфатных, заметно снижать активность многих компонентов.
Растения абсорбируют в своих тканях несколько большее количество веществ, чем фактически необходимо для роста, которое хранится как запас.
Благодаря растению ускоряется процесс деструкции органических соединений, детоксикации органических ядов за счет активного создания вокруг корневой системы среды повышенной жизнедеятельности и стимуляции роста углеродоокисляющих бактерий.
В водной среде моллюски, коловратки, инфузории, жгутиковые и другие микроорганизмы вместе с растением участвуют в естественном биологическом процессе очистки и переработки взвешенных веществ.
Мощная корневая система и контактирующие с водой листья усваивают из воды неорганический углерод карбонатов, минеральные соли, аминокислоты, низкомолекулярные углеводы и другие вещества, обеспечивают высокую эффективность поверхностноадсорбционного поглощения питательных веществ. На поверхности корней формируются селективные микробиоценозы (бактерии, водоросли, простейшие, беспозвоночные), способствующие повышению интенсивности биодеструкции и поглощению органических и минеральных веществ.
Это растение не может долго жить в чистой воде. Если вода очистилась и питаться нечем, эйхорния начинает перерабатывать доступный ей придонный ил в пределах досягаемости корней.
Биоучастки с эйхорнией могут быть устроены как декоративные пруды, плато, фильтрующие пруды, ботанические площадки и т. п. Возможно блокирование с фильтрами из растений стоков вод в другие водоёмы, локализация и снижение вредного воздействия загрязненных вод на окружающую среду.
Эйхорния — «зарастатель» водоёмов, обладает значительной скоростью роста и хорошими приспособительными возможностями. В местах произрастания растение образует отводками локальные и сплошные заросшие участки. Плотное покрытие матами растений участков водной поверхности практически непроницаемо для света, но обеспеченность кислородом в этом объеме не только не уменьшается, а даже увеличивается в силу высокой транспирации растений (около 10 млн. литров с гектара в месяц). Поэтому вода находится в состоянии самоочищения при помощи интенсификации естественного биоценоза.
Относительно применения эйхорнии для биологической очистки существует подтверждающееся практическими наблюдениями мнение о его экологической безопасности для климатических условий центральной России. Основной фактор — это низкие температуры. При первых температурах ниже +6°С в течение 4 дней растение полностью вымерзает, и от него остается только органика. Весной, освободившись ото льда, мертвые растения оседают на дно.
Анализ накопившегося за пять лет осадка показал, что образовавшаяся субстанция не что иное, как углеводороды, прошедшие первичный анаэробный процесс и законсервированные для следующих природных превращений.
Самостоятельное, свободное существование эйхорнии в условиях средней полосы России считается невозможным, в связи с полным отсутствием у растения морозоустойчивости.
Другой фактор — опыление. В местах естественного произрастания у этого растения есть свой, практически индивидуальный опылитель -— местное южное насекомое, которое должно принести на цветок гиацинта пыльцу другого растения. По этой причине на территории России эйхорния семян не дает и естественных шансов найти свою нишу у эйхорнии нет.
Размножение растения в условиях России исключительно вегетативное. Поэтому применение растения не может представлять экологической опасности существующей окружающей среде, так как вегетацию нетрудно контролировать и возможно даже регулировать.
В водных объектах эйхорния способствует очищению воды не только от грязи, но и от растворенных солей.
В зависимости от возможностей объектов применение может быть или только в безморозный период, или, при создании определенных условий, вегетация может протекать круглый год.
По материалам: Бойкова И.Г., Волшаник В.В., Карпова Н.Б. и др. Эксплуатация, реконструкция и охрана водных объектов в городах. 2008
