Непроста паста: чи є хлорела рішенням для очищення водойм

Річки, ставки, водосховища України та навіть Чорне море влітку "цвітуть". Вода стає зеленою передусім тому, що в ній активно розмножуються синьо-зелені водорості. Кожна водойма має свій унікальний набір причин "цвітіння", але найголовніші, на думку експертів, — це малий рух води (стояча вода), мілководдя, висока температура повітря, відсутність вітру та потрапляння у водойму великої кількості бруду (а це фосфати, нітрати і подібні речовини, які забирають з водойми кисень).

Деякі громади останніми роками почали вносити у свої водойми пасту хлорели і сценедесмусу. Цей метод органічного очищення зокрема вже успішно апробували в Тернополі, також його використовували в Хмельницькому та Старокостянтинові, але з іншими наслідками. 

"Рубрика" у своїх соцмережах розповіла про те, як цьогоріч пасту хлорели внесли у став у Тернополі, й отримала чимало уточнювальних запитань від читачів, як-от: а що за компанія це зробила? Чи вплине це на купальників ставу? Як це організували? Яка вартість? Ми знайшли відповіді на них, а ще з'ясували, що це рішення також отримало негативні відгуки від науковців.

Хлорела (Chlorella) і сценедесмус (Scenedesmus) — мікроскопічні водорості. У водойми вносять пасту саме з цієї пари рослин. Кажучи просто, вони активно "їдять" синьо-зелені водорості, а продуктом їхньої життєдіяльності є кисень. 

Завдяки здатності активно виробляти кисень хлорелу із середини ХХ століття застосовують для виробництва кисню в замкнених екосистемах, для очищення води та поновлення складу повітря на космічних станціях і підводних човнах, зазначають фахівці Державної установи "Методично-технологічний центр з аквакультури" Юрій Шарило та Олена Деренько.

Вони наводять такі переваги хлорели:

"Хлорела проявляє природну конкуренцію та здатна впливати на витіснення синьо-зелених водоростей з водойм, а також ліквідує наслідки «цвітіння»: очищує воду, насичує її киснем, відновлює популяцію фіто- та зоопланктону".

Також Юрій Шарило та Олена Деренько зазначають, що використання хлорели є одним з найдешевших дієвих методів очищення водойм від надмірної рослинності. 

У травні цього року в Тернопільський став внесли 192 кілограми суспензії хлорели і сценедесмуса. Це вже третій рік застосування такого методу очищення водойми, і він показує свою дієвість, запевнили "Рубрику" начальник профільного управління Тернопільської міськради Олег Соколовський та доктор біологічних наук Василь Грубінко.

"Наша водойма штучна, і є такі її частини, де рух води близький до стоячого стану, особливо при високих температурах. Ми давно вже шукали можливості вирішення проблеми «цвітіння» води. Наприклад встановили дощові колектори зі спеціальними механічними пристроями, які зупиняють бруд, вживали інших заходів, але бажаного ефекту все ж не досягали", — каже начальник управління житлово-комунального господарства, благоустрою та екології Тернопільської міської ради Олег Соколовський. 

Про хлорелу знали й раніше: компанія "Зелена свиня" свого часу запропонувала міськраді такий американський досвід, але тоді це "було дуже абстрактно і дуже дорого, тож ми цією можливістю не скористалися", веде далі чиновник. Але потім дізналися про вітчизняні напрацювання, зокрема на підприємстві, що працює в Барі на Вінниччині. Його пропозиція виявилася значно дешевшою: кілька сотень тисяч гривень замість кількох мільйонів, які просила "Зелена свиня".

Саме барську хлорелу і сценедесмус тепер вносять у став. Ще своєю вирощеною хлорелою ділиться Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, де також досліджують властивості цих водоростей.

"Перший рік був апробаційний — ми подивилися, чи взагалі щось буде. А минулого і цього року вже маємо статистичні результати і вони досить непогані", — розповідає доктор біологічних наук, професор, завідувач кафедри Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка Василь Грубінко. 

В університеті розробили розрахунки необхідної для ставу кількості пасти і після внесення стежать за станом водоростей. 

"Цього року вони непогано прижилися. Сценедесмусу зараз набагато більше, ніж хлорели. На початках його більше, він дуже швидко розвивається і дає досить добре очищення", — пояснює Василь Грубінко.

Основні три ефекти пасти для Тернопільського ставу такі, каже доктор біологічних наук Василь Грубінко:

1) Хлорела і сценедесмус не дають розмножуватись іншим водоростям, особливо синьо-зеленим, які викликають цвітіння води.

2) Очищення води, покращення її кислотності (pH).

"Зараз у ставі показник кислотності 7,1-7,2 — в межах норми", — говорить науковець.

3) Очищення водойми від азоту і фосфору. 

Ці показники зараз близькі до норми, особливо фосфор, каже Василь Грубінко. 

Він додає, що також третій рік спостерігається зменшення заростання ставу, і це також ефект від хлорели і сценедесмусу. 

"Відбулося зміщення співвідношення водоростей, особливо зелених, а до них належать хлорела і сценедесмус, порівняно з синьо-зеленими водоростями. Синьо-зелені раніше у ставі домінували: їх було приблизно до 60%. Останніми роками їх стало до 35-37%, тому ми сподіваємося, що третій рік цього експерименту дасть ефективний результат", — говорить професор Грубінко. Загалом, на його думку, на досягнення оптимального ефекту знадобиться 5-7 років.

"Ми дотримались усіх рекомендацій і маємо ефект — протягом цих років вода не цвіте. Якщо Дніпро, де вода рухається, «цвіте» досить швидко, то тернопільський став не «цвіте», це потужний результат", — каже Олег Соколовський. Головне, щоб не було аномальної спеки, додає він.

Підприємство, яке заселило Тернопільський став пастою хлорели і сценедесмусу, має давню історію. Це Філія "ВП "Цукорпромводоналадка" ПрАТ "Акціонерна компанія «Сатер»", яка бере початок з постанови Подільського Раднаргоспу "Про проведення дослідів по очистці стічних вод при допомозі водоростей хлорели" від 14 квітня ще 1963 року. Тоді при спиртовому заводі в Барі створили відповідну лабораторію. На її базі в травні 1976 року постало Барське підприємство "Цукорпромводоналадка".

Тоді підприємство створювалось для реалізації державної політики з охорони навколишнього середовища із застосуванням на переробних підприємствах. "В цьому плані i побудована діяльність Барського підприємства «Цукорпромводоналадка», яке вирощує водорості хлорели i сценедесмуса з подальшим їх використанням для очистки водоймищ", — розповідає директор Василь Дуда. 

За словами Василя Дуди, метод успішно застосовують у Хмельницькій, Тернопільській, Вінницькій, Житомирській областях, на Центральному гірничо-збагачувальному комбінаті Кривого Рогу. 

На підприємстві визначили оптимальні фізико-хімічні показники водойм для посіву в них водоростей (температура — +10°С-15°С, кислотність (pH) — 7,5-8,5, хімічне споживання кисню 500-800 мг/л О2, кількість амонійного азоту — 2,0 – 1,5 м/л, глибина наливу Н2О до 2,5 м). Залежно від цих показників, процес очищення триває від 30 до 60 діб. Також Василь Дуда зазначає: цей метод очищення водойми може не спрацьовувати за наявності у воді нафтопродуктів.

Під час та після внесення водоростей хлорели у водойми купатися в них можна. За результатами державної санітарно-епідеміологічної експертизи, паста цих водоростей відповідає вимогам чинного санітарного законодавства України. 

Підприємство у своїй роботі співпрацює з Інститутом гідробіології НАН України, іхтіопатологічною лабораторією Державного агентства меліорації та рибного господарства України, повідомив "Рубриці" Василь Дуда.

Начальник управління житлово-комунального господарства, благоустрою та екології Тернопільської міської ради Олег Соколовський зазначає, що минулого року метод не спрацював лише навколо острівця "Чайка".

"Там повністю стоїть вода і там цвітіння було. Тобто в суперстоячій воді це питання не завжди просто вирішити",— каже чиновник. 

Доктор біологічних наук Василь Грубінко каже, що став також треба очистити від намулу. Та це досить дорога і технологічно непроста операція. 

Також біолог робить застереження: якщо літо буде дуже сухим, кількість води у ставі суттєво зменшиться, це погіршить умови існування цих корисних організмів, тому що зменшиться кількість кисню. Тому в університеті будуть продовжувати моніторинг водоростей у ставі та надавати місту відповідні рекомендації.

У Регіональному офісі водних ресурсів у Тернопільській області на запит "Рубрики" відповіли, що здійснюють моніторинг поверхневих вод у Тернопільському водосховищі і "результати дослідження якісного стану масивів поверхневих вод заносяться до програмної системи "Моніторинг та екологічна оцінка водних ресурсів України", розміщеної на сайті Державного агентства водних ресурсів України. Проте доступ до згаданої вище програмної системи на час воєнного стану обмежений, тож "Рубрика" надіслала запит в агентство.

Ось яку відповідь за підписом заступника голови Ігоря Гопчака ми отримали: "Згідно із результатами моніторингу за 2020-2021 роки, хімічний стан масиву поверхневих вод Тернопільського водосховища оцінюється як І клас –– «добрий». Згідно із результатами моніторингу за 2022 рік, хімічний стан масиву поверхневих вод Тернопільське водосховище оцінюється як ІІ клас –– недосягнення доброго»". Схоже, з хлорелою все ж "щось пішло не так".

"Рубрика" також звернулася до інших громад, які вже мали справу з хлорелою та сценедесмусом. 

Так от, у Старокостянтинові на Хмельниччині цей метод застосували лише раз — улітку 2020 року пасту внесли в річки Ікопоть і Случ, тому в тамтешньому відділі екології не готові давати оцінку дієвості хлорели. 

У Хмельницькому пасту хлорели вводили протягом кількох років, але цьогоріч не будуть, розповів "Рубриці" керівник профільного управління Хмельницької міської ради Олександр Луков. 

Причина — тут переважили аргументи громадської організації "Річки Хмельниччини". Керівник цієї ГО Віктор Карван переконаний, що внесення хлорели в природні водойми ніяк не покращує її стан. Він надав "Рубриці" відповідь директора Інституту гідробіології НАН України, члена-кореспондента, доктора біологічних наук, професора Сергія Афанасьєва на запит члена правління ГО "Річки Хмельниччини", фасилітатора Європейського молодіжного водного парламенту Павла Везденецького щодо ефективності хлорели у водосховищі Хмельницького та загалом.  

"Лабораторна культура хлорели пройшла низку поколінь у штучному відборі, який чітко обмежив діапазон чинників її успішного культивування, i цi чинники не відповідають таким більшості природних водойм, тому успішна вегетація лабораторних штамів цієї водоростi і будь-які «ефекти» від інокуляції (введення) в озера, річки або крупні штучні водойми більш ніж сумнівні", — ідеться у відповіді. 

Річище річки Південний Буг у Хмельницькому, мікрорайон Дальні Гречани, неподалік вул.Кооперативна. Червень 2023 року. Фото надано Віктором Карваном

Ба більше. Професор Афанасьєв підсумовує: "для боротьби з «цвітінням» водойм синьо-зеленими водоростями, з огляду на вищевикладене, вважаємо заходи з альголізації, тобто вселення у водойми культур р. Chlorella, не лише марними з точки зору фінансових витрат, а й шкідливими для водойми з огляду на небажані і непередбачувані ефекти від вселения алохтонних водоростей i процеси, що запускаються необгрунтованим втручанням в екосистему".

Вочевидь, рішення може бути лише одне — застосовувати комплексний науковий підхід. На цьому, до слова, наполягають і в Тернопільській міській раді. Останнє слово має бути за експертами, які фахово досліджують тему. 

Доктор біологічних наук, професор Сергій Афанасьєв у згаданій вище відповіді на запит хмельницького активіста також наполягає: "«Цвітіння» водойм — це симптом захворювання екосистемного рівня, коли «хвора» вся водна екосистема. 

В його основі лежить комплекс чинників, що призводять до порушень у колообігу речовин i енергії у водойми аналогічно до порушень метаболізму у живому організмі. При цьому для кожної водойми провідні чинники будуть свої, i «лікування», ліквідація саме їх дасть найбільший ефект. 

Відповідно, без комплексного дослідження i комплексного підходу до усунення/запобігання причин порушення колообігу речовин i енергії неможливо уникнути «цвітіння» та його наслідків".

Науковці і практики застосовують хлорелу і сценедесмус і для розв'язання інших завдань, як-от:

• Очищення стічних вод

Як відомо, в Україні на більшості очисних споруд застосовують традиційні технології, які не забезпечують ефективне видалення біогенних речовин – фосфору, фосфатів та сполук азоту, розповідає молодший науковий співробітник Інституту гідробіології НАН України, доктор філософії Тетяна Леонтьєва.

Водночас мікроводорості родів Chlorella та Scenedesmus для росту використовують саме ці речовини, знижуючи їх концентрацію у воді. При цьому вони насичують воду киснем, що прискорює окисні процеси і мінералізацію органічних домішок у стічних водах. Швидкість очищення середовища насамперед залежить від абіотичних (інтенсивність освітлення, фотоперіод, температура, CO2) та біотичних (міжвидова конкуренція, патогенні організми, зоопланктон) чинників. Chlorella vulgaris є природним протигрибковим та антибактеріальним компонентом, зазначає науковиця.

"Вирощування зелених водоростей на стоках тваринницьких комплексів дозволяє вилучити надлишок органічних речовин, нормалізувати запах та колір, при цьому біомаса водоростей знову може використовуватися як корм тваринам. Отже, можна стверджувати, що використання водоростей Chlorella та Scenedesmus є ефективним методом очищення стічних вод", — коментує "Рубриці" Тетяна Леонтьєва.

• Корм і ліки для риб

"Хлорела має бактерицидні властивості завдяки вмісту в ній антибіотика хлороліна. Її використовують як профілактичний і лікувальний засіб при захворюваннях риб, викликаних патогенними організмами, при порушеннях обміну речовин в організмі риб", — стверджує директор Філії "ВП "Цукорпромводоналадка" Василь Дуда.