Как эйхорния может очистить Воронежское водохранилище

Загрязнение водоёмов – одна из самых серьёзных экологических проблем, с которой сталкивается мир сегодня. Плохое качество воды не только угрожает экосистемам, но и влияет на здоровье людей, сельское хозяйство и экономическое развитие.

В ответ на эти угрозы современные технологии очистки воды развиваются стремительными темпами. Однако, помимо инженерных решений и химических методов, человечество может найти эффективную помощь в природе. Одним из таких уникальных растений является эйхорния, также известная как водный гиацинт. Это многолетнее травянистое растение семейства понтедериевых обладает впечатляющей способностью к очищению водоёмов. С его помощью можно эффективно перерабатывать сточные воды и значительно улучшать качество питьевой воды.

Эйхорния характеризуется длинными корневищами и стеблями, а её черешки листьев, наполненные воздухом, обеспечивают положительную плавучесть. Это делает растение идеальным для обитания в водах температурой от +15 до +30°С. Основной особенностью эйхорнии является её способность «перерабатывать» разнообразные вредные вещества и активно противостоять патогенным микроорганизмам, находящимся в воде. Начиная от органических загрязнений, таких как навоз, и заканчивая горючими субстанциями — этот удивительный природный фильтр находит способы очистки, не требуя больших затрат.

Мы взяли интервью у Бориса Филипповича Рыженко, учёного, который разработал технологию очистки сточных вод с помощью эйхорнии. Он подробно рассказал о преимуществах и сложностях внедрения этого растения в процесс очистки, которое может стать неотъемлемой частью устойчивого подхода к решению проблемы загрязнения водоёмов.

- Какие преимущества имеет эйхорния для очистки водоёма по сравнению с традиционными методами?

– Прежде всего, основное преимущество эйхорнии состоит в том, что она может очистить воду до таких стандартов, что хлорирование становится ненужным. В своё время у меня брал интервью корреспондент из центральной газеты «Труд". В процессе нашего разговора он рассказал, что часто путешествовал по Юго-Восточной Азии и заметил, что на многих реках там эйхорния присутствует в огромных количествах — не просто слой в 10-20 см, а глубиной в полтора-два метра. Под тяжестью она постепенно оседает, а её корни очищают воду. Проводники, которые сопровождали путешественников, просто брали несколько растений эйхорнии и сцеживали воду с корней. Люди смогли пить эту воду, несмотря на всю грязь, которую сбрасывают в реку. Это и есть ключевое преимущество — способность растений очищать воду эффективно.

Вот такой есть пример, в Красноармейске под Москвой мы внедрили эту технологию на очистных сооружениях. До этого воду хлорировали после очистки, и река была фактически мертва. Когда внедрили мою технологию, хлорирование отменили, и в реке снова появилась рыба и другая живность.

- Как эйхорния справляется с загрязнением воды тяжёлыми металлами и другими вредными веществами?

–Это происходит не напрямую. Эйхорния поглощает элементы, включая соединения с тяжёлыми металлами. Однако она делает это в расщепленном виде, превращая токсины в питательные вещества.

Чтобы эйхорния функционировала эффективно, необходимо учитывать, что любое растение потребляет питательные вещества из земли и воды не напрямую. Существуют посредники — микробы, бактерии, грибы, которые играют ключевую роль в переработке основных ингредиентов, находящихся в почве.

Процесс начинается с того, что посредники расщепляют соединения на кислород, азот и другие необходимые элементы. Растение получает своё питание, а кислород высвобождается в атмосферу. Таким образом, микроорганизмы, находящиеся в корневой системе, тоже зависят от кислорода для своей активности. Благодаря этому происходит переработка веществ и их расщепление. Если бы растения поглощали эти элементы в чистом состоянии, они бы оказались токсичными.

Эйхорния особенно эффективна благодаря наличию как аэробных, так и анаэробных бактерий на своих корнях. Основная корневая система растения занимает площадь, сопоставимую с размерами корней огромного дерева. На тонких корешках находятся миллионы ресничек, которые существенно увеличивают площадь поверхности корней. Каждая такая ресничка содержит или аэробные, или анаэробные микроорганизмы, в зависимости от глубины размещения. Верхняя часть корней, как правило, более активна в аэробных процессах, тогда как нижняя работает в анаэробных условиях.

- Есть ли какие-то вредные вещества, с которыми эйхорния не может справиться при очистке?

– Да, в определённой концентрации она может перерабатывать вредные вещества и даже нефтепродукты, но, если их уровень слишком высок, растения погибнут. В Новочеркасске у нас был случай, когда концентрация позволила растению очистить очень загрязнённую воду, но при слишком высокой концентрации эйхорния не справится.

- В каких условиях эйхорния наиболее эффективно очищает воду?

– Эйхорния работает лучше всего в тёплых климатических условиях, таких как экватор, где нет морозов. В России мы внедряли эту технологию, например, в Сыктывкаре на целлюлозно-бумажном комбинате. Там использовались высокотемпературные технологические воды, и нам удалось получить чистую воду. В результате река изменилась, появилась живность.

В Новосибирске на свинокомплексе, где содержится более ста тысяч свиней, у нас также была проблема с запахом. После применения нашей технологии ситуация наладилась.

- В некоторых статьях упоминается, что корни эйхорнии могут негативно влиять на другие растения и рыб в водоёмах. Как вы это прокомментируете?

- Всё зависит от регулирования процесса. Мы не планируем держать эйхорнию на самой поверхности водоёма. Например, на Воронежском водохранилище нужно создавать комплексы на берегу, куда будет поступать вода для очистки, а затем сбрасываться уже очищенная.

Важно помнить и про иловые отложения, которые тоже загрязняют водоёмы. Их тоже нужно поднимать и перерабатывать, получая ценное биологическое удобрение и корм для животных. Эйхорния – это отличный продукт питания для животных, птиц и рыб, она содержит большее количество белка, и её отлично употребляет в пищу сельскохозяйственный скот.

- Как будет выглядеть этот комплекс по очистке воды?

- Комплекс будет представлять собой здание высотой примерно четыре-пять этажей. Внутри будут секции для стеллажного выращивания эйхорнии. Вода будет подниматься наверх, проходя через корни растений, и опускаться, очищенная, вниз. Это позволит использовать каждый квадратный метр площади максимально эффективно. Представьте здания, сделанные преимущественно из металла и пластика, с дополнительным освещением. Для повышения эффективности мы можем использовать вращающиеся конструкции чтобы свет поступал к каждому растению.

- А что касается холодного времени года? Как вы планируете поддерживать благоприятные условия для эйхорнии?

- В зимний период будем поступать так. Так как здания будут круглой формы, окружённые поликарбонатом толщиной минимум 10 см, внутри будет размещён навоз, который выделяет тепло. Это тепло будет проходить через пустотелые каналы в поликарбонате, обеспечивая необходимую температуру для растений.

Таким образом, мы сможем сохранять тепло внутри зданий и поддерживать рост эйхорнии даже в холодное время года.

- А есть уже реализованные проекты с такими комплексами?

– В Липецке есть рыбный комплекс, где в чанах выращивают африканского сома. На первом этапе в чанах происходит первоначальное загрязнение воды. Затем эту воду поднимают на второй этаж, где она проходит через специальные лотки. В этих лотках находятся корни эйхорнии, которые перерабатывают загрязнённую жидкость. Таким образом, создаётся замкнутый цикл очистки воды. После этого эйхорнию используют как корм для рыбы.

- Почему для очистки Воронежского водохранилища не подойдёт просто посадка эйхорнии вдоль его берегов?

– Дело в том, что в Воронежском водохранилище есть рыба, которая могла бы подъедать корни эйхорнии, и продуктивнее было бы создавать очистные комплексы, чем просто высаживать растение вдоль берегов. Да и загрязнение идёт не в самом водохранилище, оно просто там накапливается. Загрязнена сама река Воронеж, так как вдоль неё расположены предприятия, которые и являются источником загрязнения. Поэтому нужно эти комплексы ставить вдоль реки в первую очередь. И именно комплексы сделают очищение воды эффективным, так как эйхорнию не будет уносить течением, её разрастание можно будет контролировать, и создавать нужные для неё условия.

- Есть ли в России достаточно специалистов для реализации вашего проекта?

– Специалистов мы найдём, главное, чтобы они были порядочными людьми.

- Есть ли проблемы, связанные с использованием эйхорнии для окружающей природы?

– Эйхорния может быть сорняком, но только в климатических условия экватора. На севере ей просто холодно, и она не станет проблемой. Я вижу её применение в очистных комплексах, где растения будут перерабатываться и не выбрасываться в открытые водоёмы.

-Какие преимущества есть у внедрения именно вашей идеи?

– Мы не только заменим дорогие технологии очистки, но и освободим сельскохозяйственные территории, занятые под создание кормовой базы, так как эйхорния сможет быть отличным кормом для животных. Эти территории можно будет вновь заполнить лесами, что улучшит экологическую обстановку.

-- Как обычные люди могут помочь в очистке водоёмов?

– Можно объединиться и создать народное предприятие, собирать пожертвования и строить комплексы. Не смотря на свой возраст, я готов в этом поучаствовать, но нужен порядочный человек, который будет этим руководить. Можно собирать добровольные пожертвования, и на эти деньги строить комплексы. А когда предприятие начнёт приносить прибыль, каждый, кто вложил деньги, сможет получать какую-то выгоду.

Взяла интервью Дарья Сабинина, студентка факультета журналистики ВГТУ

P.S. К проблеме очистки воронежских водоёмов сейчас подключились ведущие вузы Воронежа ВГУ, ВГАУ и центр экологической политики. В ВГТУ проблемой очистки водоёмов занимается старший преподаватель кафедры жилищно-коммунального хозяйства Татьяна Викторовна Степанова. Недавно с министерством экологии Воронежской области согласована очистка водоёма с помощью водного растения эйхорния на территории зоопарка города Воронежа. Эксперимент будет проводиться под руководством Татьяны Степановой. О его результатах мы сообщим осенью.

Тем временем более пяти тысяч тропических растений высадили на 44 объектах столичных очистных сооружений поверхностного стока. Природные экофильтры до наступления осенних холодов очистят около 100 тысяч кубических метров поверхностных вод и атмосферных осадков, попадающих в водосточную сеть.

Эйхорния на службе коммунального хозяйства Москвы с 2000 года. С наступлением тепла специалисты ГУП «Мосводосток» высаживают растение на городских очистных сооружениях — в прудах-отстойниках.

Водный гиацинт используют на финальном этапе доочистки воды — после отделения грубых взвесей песка и грязи. В фильтрации задействована мощная корневая система эйхорнии, длина которой может достигать 50 сантиметров. Корни покрыты мелкими волосками, которые эффективно извлекают из воды взвеси, металлы, нитраты, фосфаты и органические вещества.

После прохождения через сотни цветков качество очистки воды приближается к степени обработки с помощью механических фильтрующих систем. Чтобы растения после своего цветения и завершения летней «работы» не осели на дно в виде ила, в середине осени их убирают из очистных сооружений.