Суды биологиялық жолмен тазарту жолдары

Әр бір судың өзіндік  биологиялық «қауымы»- болады, олар орта жағдайларына байланысты өзгеріп отырады және бірнеше экологиялық топтарға бөлінеді. Олар судағы органикалық заттардың өзгеруіне байланысты, басқа организмдермен алмасып отырады. Осыған сәйкес әрбір судың ластану дәрежесі анықталады, яғни олар жеке сапробтық аймақтарға ажыратылады. Сапробтық аймақтарға қарай отырып, ондағы тіршілік жағдайларын анықтауға болады. «Сапробтық» деп, белгілі бір дәрежеде минералданған, қажетті органикалық заттары бар, белгілі бір организмдер ғана тіршілік ететін судың жинақталған физиологиялық ерекшеліктерін айтады.

Полисапробтық  немесе өте ластанған аймақ. Ол еріген органикалық заттардың шамадан тыс көбеюінен, оттегінің жетіспеушілігімен шіріген иісімен, судың тұнықтылығының нашарлығымен ерекшеленеді. Мұндай су өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтарына бай болып келеді. Суда ақуыз, еріген қанттар, пектин заттары, клетчатка және басқа қосылыстар көп болады. Бұл аймақта анаэробтық шіру процесі өте күшті жүреді. Бұл жерде тіршілік ететін организмдер органикалық заттардың көп мөлшеріне, олардан бөлінетін көмірқышқыл газына, метанға, күкіртсутекке төзімді болады. Белок, клетчатка заттары шіу процесіне ұшырайды. Оттек болмағандықтан анаэробты бактериялар көп болады. Мәселен 1миллилитр суда 1миллионға жуық бактериялар кездеседі. Бұл аймақта негізінен гетеротрофты бактериялар көп кездеседі. 

Мезасапробтық аймақта органикалық текті ластанулар, заттардың минералдануы тоқталмай жүре береді. Бірақ белок заттары мен углеводтар құрам бөліктеріне ажыраған күйінде болады. Сондықтан да тотығу процесі жүріп жатады. Әсіресе, аммиактың азот қышқылына дейін тотығу өте қуатты жүреді. Органикалық заттардың қалғаны көмір қышқылына айналады. Судың бұл аймағының 1 миллилитрінен 100 мыңдай бактерияны кездестіруге болады. Бұл аймақта гетеротрофты және автотрофты бактериялар жатады.

 Олигосапробтық аймаққа қалдық сулар құйылмайтын барлық табиғи сулар жатады. Бұл аймақта көптеген сапрофитті микрофлора дамиды, судың тұнықтылығы нашарлау болады. Ол органикалық заттарға кедей, тірі организмдері өте аз, таза су. Бұл аймақтағы судың бір миллилитрінде 10 – нан 1000-ға дейін бактериялар болады. Аммиактың азот қышқылына, күкіртсутектің күкіртқышқылына тотығуы аяқталады. Аймақтың ерекшелігі – онда темір (II) оксидінің темір (III) гидрооксидіне айналу процесі жүреді. Тотықтыру процесін жүргізетін  темір бактериялары болып табылады, сондықтан  бұл аймақтың негізгі көрсеткіші болып есептеледі.

Ірі өндіріс орталықтарында, халқы көп қалалы жерде түрлі  қалдықтардың көп болуына байланысты су ластанады. Сондықтан алдын-ала тазартылмаған мұндай суды су қоймаларына, өзендерге ағызуға тыйым салынады. Табиғи суға қосылатын сарқынды суды міндетті түрде тазарту керек. Ластанған суды тазартудың ең қарапайым әдісі – сүзуші далаларда немесе суармалы далаларда биологиялық жолмен тазарту.Лас су физикалық, химиялық қасиетіне қарай 2 метрдей топырақ қабатынан баяу өткізу арқылы тазартылады. Лас су алдымен органикалық заттардан тазарып, жер асты суына барып қосылады. Шіріту бактериялары органикалық қалдықтарды өте қуатты түрде минералдандырады.

Тазартылған суда аз мөлшерде органикалық заттар мен бактериялар  кездеседі. Бұлардың ішінде ауру қоздырушы  микробтар да кездесуі мүмкін. Сондықтан  ол суды хлормен дезинфекциялайды.Тұрмыста қолданылып жүрген суды хлорлылау известь пен дезинфекциялайды.

Су тіршілікке өте  қажет. Ол ауыл шаруашылығында, тұрмыста және өндірісте керек. Су әсіресе  басқа заттарға қарағанда, оттегіден  басқасы, өте маңызды болып табылады. Дені сау адам тамақсыз 3-4 апта, ал сусыз  тек бірнеше күн ғана өмір сүре алады.Тірі клетканың денесінің екіден бірін су құрайды, ол клетканың структурасын сақталып қалуы және жақсы тіршілік етуі үшін қажет болып табылады. Су дене температурасын реттеу және организмдегі мүшелердің қозғалысын оңайлату үшін керек. Сонымен бірге ол денедегі ұлпалардың қалпына келуінде де басты рөл атқарады. Адам организмінің сумен қамтамасыз етілуін бірден қысқартса, ол ауырады немесе организмнің қызметі бұзылады.

Суды тек ішуге пайдаланып қоймай, ал адам денесінің жеке тазалығын, денсаулығын әр түрлі аурулардан сақтау, сонымен бірге қоршаған ортасын және тіршілік ететін орындарын гигиеналық жақтан жоғары деңгейде таза ұстау үшін қажет. Жылы сумен жуыну, жүзу адамның бойына сергектік және тыныштық алып келеді.Су неғұрлым тереңнен алынса, бактериялар саны соғұрлым аз болады. Сонымен қатар жыл маусымдары да бактериялардың суды тазалауына әсер етеді. Бактериялардың ең көп болатын мерзімі мамыр және маусым айлары. Суда бактериялар тек ондағы органикалық және минералдық заттарды өзгеріске түсіріп қоймай, сонымен бірге балықтарға қажетті қоректік заттар қорының аралық буыны болып есептеледі. 

Соңғы жылдары жер үсті және жер  асты сулары антропогендік әсерден  ластанып отыр. Судың ластануы ауыз суының сапасының санитариялық-гигиеналық көрсеткіш бойынша талапқа жауап бермей отыр. Қазіргі кезде халықты ауыз суы мен қамтамасыз ету - басты мәселелердің бірі болып отыр. Комммуналдық сулар    химиялық және микробиологиялық ластанған қоспалардан тұрып, өте қауіпті болып табылады. Оның құрамындағы бактериялар мен вирустар сүзек, сальмонеллез, холера, және т.б. ішек ауруларын тудыруы мүмкін. Сонымен бірге химиялық қосылыстардан күрделі ароматикалық көмірсутегілер, нитраттар және нитриттер болуы мүмкін. өндіріс қалдықтарынан ауыр металдар, фенол, формальдегид, органикалық еріткіштер (ксилол, бензол, толуол) кездесіп отырады. Олар мутациялық генетикалық ауруларды және ісік (рак) ауруларын қоздыруы мүмкін. Өндіріс қалдықтарының сулары өзендерге ағып немесе жаңбыр суларымен қоспа түзіп, топырақта және өсімдіктерде жиналып, еріп, тереңге кетеді. Металл және оның қоспалары организм ұлпаларына өтіп ерітінді түрінде өтіп, ішкі органдарды (бүйрек, бауыр, жүрек-қан тамырлары, ) зақымдайды. Сулар ескі трубалар арқылы өткенде бактериялар және темір мен зақымдалады. Сондықтан судың сапасы жақсы болуы үшін су тазалайтын фильтрлерден пайдалану қажет.Тұзды тамақтарды көп қолданғанда, организм өте көп суды қажет етеді, бұл организмнің сулы-тұзды балансының және зат алмасудың бұзылуына алып келеді.  

Санитариялық-гигиеналық және эпидемиологиялық талаптарға жауап беретін жоғары сапалы су адамның  ден-саулығын  сақтап қалудың ең басты шараларының бірі. 

Аумақтағы ауыз суындағы нитраттар  және органикалық қосылыстармен ластануының жоғарылап кетуі себебінен, оларды ластаушы қосылыстардан тазалаудың биологиялық жолын үйренуді жөн көрдік. Себебі оңтүстік аймақтарда жасаушы ересек адамдар және балалар асқазан-ішек, бүйрек, бауыр, сонымен бірге қаназдық (анемия) ауруларына шалдығып отыр. Суда азот қосылыстарының көп бөлігі нитратты қосылыстар (NO₃^-) иелегені байқалады. Зертхана жағдайында азот қосылыстарын тотықсыздандыра алатын микроб себінділерін алып, олардың көмегімен суды нитраттардан тазалау мүмкіндігін үйрендік. Бактерия себінділерінің ішінде Pseudomonas stutzeri 18 себіндісі (таяқша тәрізді, спора пайда етпейді, нитраттарды газ күйіндегі N₂ ^↑) таңдап алынды, себебі ол нитраттарды газ күйіндегі түріне дейін тотықсыздандыра алады, денитрлендіру құбылысын жүзеге асырады. Денитрлендіру кезінде азот қышқылы тұздары ыдырап, ондағы азот молекула күйінде атмосфераға кетеді. Денитрлендіру құбылысы бактериялардың анаэробты жағдайда тірішілік етуін де қамтамасыз ете алады. Денитрлендіруші бактериялар Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus туысына кіреді.

Нитраттардың молекулалық  азотқа тотықсыздануынан судағы азот азаяды. Сонымен қатар, денитрлендіру құбылысы табиғатта жанама жолмен де жүретіні  анықталған. Бұл кезде азотты қышқылмен аммиак және амин қосылыстарының арасында химиялық реакциялар жүреді.

Микроорганизмдердің нитратты тотықсыздандыру қабілеттілігін ЕПА (етті-пептонды агар) қоректік ортасына 1% калий нитратын (KNO₃) қосу арқылы анықтадық. Денитрлендіру процесін бақылау үшін Гильтая қоректік ортасы (рН 6,8-7,0) қолданылды. Сонымен бірге, кейбір бактериялар бос күйіндегі азотты пайда етіп өскендігін оның қоректік ортада көпіршіктер пайда етуінен байқадық (газ күйіндегі азот), мыс.Bacillus subtilis 19, бұл себінді ЕПА-ны қоңыр түске бояйды.

 Таяқша тәрізді, спора және пигмент пайда етіп, нитраттарды газ күйіндегі азотқа дейін өзгеріске ұшыратады. (Кузнецов, Романенко): I-ерітінді: KNO₃ – 2,1г; аспарагин – 1,0г; дистилденген су -500мл. II-ерітінді: лимон қышқылды натрий-5,0г; KH₂PO₄-  2,0г; MgSO₄- 20г;  CaCl₂ -2,0г; FeCl₃ – жұғындысы (следы); дист.су-500мл. Екі ертіндіні қосып, рН-ын (6,8-7,0) анықтап, содан соң 1000мл-ге дейін жеткіземіз. Бактериялар термостатта 28^оС температурада өсірілді. Бактериялардың өсуін ФЭК (спектрофотометрдің) арқылы анықтадық, нитратты дисульфофенол қышқылымен нитроқоспалардың пайда еткен түсіне қарап анықтадық (Петербургский),  нитриттің сапалық реакциясын Грисс реактивімен тексердік, нитраттардың мөлшерін сульфанил қышқылы және α– нафтиламинмен анықтадық (Лурье).

Кесте 1.

Гетеротроф  бактерия себінділерінің нитратты тотықсыздандыруы

 

Бактерия  түрлері	Нитраттың мөлшерлері			Нитриттің мөлшерлері
	2 сағат	1 тәулік	3 тәулік	2  сағат	1 тәулік	3 тәулік
Pseudomonas stutzeri 18	0,74	0,06	0,01	0,03	0,06	0,04
Бақылау	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78	0,78

 

Бұл факультативтік-анаэробты бактериялар - денитрлендіру құбылысы арқылы нитраттарды тотықсыздандыру қабілеттілігіне ие. Ластанған суларды азоттың тотыққан қосылыстарынан, яғни нитраттардан тазалаудың биологиялық жолы - тиімді әдіс болып табылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        ҚОРЫТЫНДЫ

 

• 1.Бактериялардың морфологиялық құрлысы бойынша шар тәрізді, таяқша және спора пайда ететін таяқша тәрізді клостридиаль формаға ие.

 

  

• 2. Гетеротроф бактериялардың себінділері аэроб, факультативтік-анаэроб және анаәробты жағдайда өседі, Escherichia, Citrobacter, Bacillus,  Sarcina, Pseudomonas туысына жататындығы анықталды.

 

  

• 3. Бактериялар факультативті-анэробтық жағдайда нитраттарды тотықсыздандыра алады.

 

  

• 4. Денитрификация процесі кезінде органикалық субстраттардан 1мг/л мөлшерінде ацетатты пайдаланады.

 

  

• 5. Лабораториялық жағдайда зерттелген гетеротроф бактериялардың көмегімен ауыз суын нитраттардан микробиологиялық жолмен тазалау мүмкіндігі бар.