Ресурсы

Цветет и чистит

победители конкурса в номинации ТПУ "Сми и ресурсоэффективность"

Культивированием плавающего цветка под названием водяной гиацинт (эйхорния отличная) уже не первый год занимаются сотрудники Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН. Ученые выяснили, что это растение как губка впитывает в себя различные вредные вещества, в том числе и опасные радионуклиды - стронций-90 и цезий-137, очищая от них водоем.

            "С увеличением количества грязных водоемов, в том числе животноводческих и промышленных стоков, плохо поддающихся стандартным (механическим и химическим) способам очистки, возникла необходимость в аналогичных биологических технологиях, когда результаты антропогенной деятельности очищаются при помощи растений. Для этих целей наиболее подходящим растением оказался водяной гиацинт. Исследования показали, что он поглощает огромное количество тяжелых металлов и радионуклидов стронция и цезия - до 4,6-4,8 грамма на килограмм сухого веса растений", - сообщил Interfax-Russia.ru заместитель директора Института цитологии и генетики СО РАН кандидат биологических наук Сергей Вепрев.

            По словам ученого, водяной гиацинт – растение тропическое. Долгое время этот плавающий цветок можно было встретить только на реке Амазонка, однако благодаря путешественникам эйхорния отличная успешно эмигрировала в Австралию, Северную и Южную Америку, Африку и Евразию.

            Внешне водяной гиацинт выглядит очень симпатично. В конце лета он цветет красивыми сиреневыми цветами. Листья эйхорнии плотные и глянцевые. Растение имеет развитую корневую систему, которая и позволяет ему поглощать из воды большое количество различных веществ. А оставаться всегда на плаву водяному гиацинту помогают небольшие вздутия на черешках листьев, выполняющие роль поплавков. Причем, если эйхорния отличная произрастает в одиночку, без товарищей, то ее "вздутия" увеличиваются, придавая растению дополнительную устойчивость, а когда других цветов, напротив, вокруг слишком много - уменьшаются.

            Во многих странах это, казалось бы, безобидное растение считается злостным вредителем и сорняком. В жарком климате водяной гиацинт размножается не только вегетативно, но и семенами, причем делает это невероятно быстро.

            "Появление этого растения предвещает скорую гибель водоема и воспринимается местными жителями как катастрофа. Все дело в том, что растение активно заселяет свободные площади: за четыре месяца каждый отдельный растительный "индивидуум" способен произвести до 200 клонов. Это если условия будут не очень-то дружелюбными. В тропическом климате цифра увеличивается до 20 миллионов", - приводит выдержку из работы, посвященной водяному гиацинту, центр общественных связей СО РАН.

            А вот для сибирских водоемов эйхорния, напротив, никакой опасности не представляет: при умеренных температурах водяной гиацинт размножается не так быстро и успешно, а при отрицательных - вообще погибает. Причем за короткое лето цветок успевает "впитать" из загрязненного водоема львиную долю вредных веществ, и с наступлением холодов самостоятельно "утилизироваться". Именно это свойство тропического растения и подтолкнуло ученых к тому, чтобы вплотную заняться его разведением, что, кстати, не обошлось без некоторых сложностей.

            "Проблемы возникли с размножением этих растений. Водяной гиацинт – насекоопыляемое растение, в естественном ареале опыляется местным видом пчел. Для наших насекомых цветки не привлекательны, опылять некому, поэтому и семян нет. В общем, нужно было придумать какую-то технологию. Мы ввели в культуру это растение, научились его сохранять и выращивать, получать семена. А с появлением урожая начались работы и по практическому применению водяного гиацинта", - пояснил собеседник Interfax-Russia.ru.

            Первым силу экзотического растения испытал на себе свинокомплекс "Кудряшовский" (Новосибирская область), по заказу которого ученые и разрабатывали биологический способ очистки водоемов.

            "Тогда была непростая ситуация, наличествовали проблемы с электроэнергией, и на свинокомплексе "Кудряшовском" перестали работать все очистные сооружения. Тогда их начальник, большой энтузиаст, начал искать альтернативные способы, вот и обратился к нам", - рассказал Вепрев.

            Для того чтобы очистить загрязненные свинокомплексом водоемы, ученые превратили их в так называемые биопруды.

            "Потом к ним присоединился аэропорт "Толмачево". Мы им сделали биополигон, куда летом сливается канализация и накопившаяся за зиму противообледенительная жидкость для самолетов, в которой содержится диэтиленгликоль. Как выяснилось, гиацинт отлично "съедает" спирт - килограммов сто-сто пятьдесят с гектара - и прекрасно живет. Да, уходят не все объемы, потому что льют их намного больше, но, тем не менее, это уже кое-что", - сказал собеседник Interfax-Russia.ru.

            Затем, ученые испытали такой метод биологической очистки сточных вод и на более серьезных предприятиях.

            "Мы работали на предприятиях Росатома, Беловском горно-металлургическим комбинате, Новосибирском заводе химических концентратов. Сейчас поставляем растение в НПО "Маяк" в город Озерск (бывший Челябинск-40)", - сказал замдиректора Института цитологии и генетики СО РАН.

            Как пояснил ученый, предприятие занималось изготовлением первой отечественной плутониевой бомбы. В 1957 году здесь прогремел Кыштымский взрыв, в результате которого многие водоемы Челябинской области оказались загрязнены радионуклидами (стронцием и цезием).

            "Сейчас мы находимся на стадии испытаний. В общем, в модельных экспериментах, в каком-то замкнутом сосуде растение очень эффективно очищает воду – на 98-99%, но другое дело, насколько это применимо в естественных условиях. Пока на практике мы его не используем", - сообщил Interfax-Russia.ru научный сотрудник НПО "Маяк" Олег Тарасов.

            Ученый подтвердил, что гиацинт действительно хорошо накапливает радионуклиды. Кстати, поглощение эйхорнией таких вредных веществ связано со способностью всей флоры усваивать калий и кальций. А поскольку цезий находится в одной химической группе с первым, а стронций - со вторым, растение, не сталкивающееся с такими веществами в процессе своей эволюции, путает их между собой.

            "Однако основной запас этих веществ находится в донных отложениях, а не в воде.

            Получается, почистив воду, мы нужного эффекта не достигнем. Поэтому не все так однозначно, нужны дополнительные исследования", - сказал он.

            Кроме того, по словам Тарасова, сложности у местных специалистов возникают и с сохранением тропического растения.

            "В оранжереях новосибирского института гиацинты в основном зимуют хорошо, но у нас таких условий тут нет. Поэтому еще один больной вопрос – как они здесь перезимуют. Нам привозят на поезде всего 20-30 растений", - добавил специалист.

            Как бы то ни было, по мнению биологов, в плане очистки радиоактивных водоемов у этого растения большие перспективы, поскольку профильтровать на глине или каких-либо иных сорбентах огромные количества воды, содержащей радионуклиды и тяжелые металлы, сложно и затратно. Эйхорния же выполняет эту задачу достаточно легко и бюджетно.

            На вопрос о том, как утилизировать водяные гиацинты, впитавшие в себя вредные, в том числе и радиоактивные вещества, ученые отвечают однозначно: "сжигать". К примеру, по словам Сергея Вепрева, от тонны сухих растений при озолении остается всего 15-20 килограммов радиоактивного пепла (примерно одно ведро), который подлежит захоронению.

 

Обозреватель Наталья Пономарева

 

Ссылка на статью: http://interfax-russia.ru/Siberia/view.asp?id=472934&p=2