Непростая паста: является ли хлорелла решением для очистки водоемов

Реки, пруды, водохранилища Украины и даже Черное море летом "цветут". Вода становится зеленой прежде всего потому, что в ней активно размножаются сине-зеленые водоросли. Каждый водоем имеет свой уникальный набор причин "цветения", но самые главные, по мнению экспертов, — это малое движение воды (стоячая вода), мелководье, высокая температура воздуха, отсутствие ветра и попадание в водоем большого количества грязи (а это фосфаты, нитраты и подобные вещества, которые забирают из водоема кислород).

Некоторые громады в последние годы начали вносить в свои водоемы пасту хлореллы и сценедесмуса. Этот метод органического очищения уже успешно апробировали в Тернополе, также его использовали в Хмельницком и Староконстантинове, но с другими последствиями.

"Рубрика" в своих соцсетях рассказала о том, как в этом году пасту хлореллы внесли в пруд в Тернополе, и получила немало уточняющих вопросов от читателей, таких как: а что за компания это сделала? Повлияет ли это на купальщиков пруда? Как это организовали? Какая стоимость? Мы нашли ответы на них, а еще выяснили, что это решение также получило негативные отзывы от ученых.

Хлорелла (Chlorella) и сценедесмус (Scenedesmus) — микроскопические водоросли. В водоемы вносят пасту именно из этой пары растений. Говоря просто, они активно "едят" сине-зеленые водоросли, а продуктом их жизнедеятельности является кислород.

Благодаря способности активно производить кислород хлореллу с середины ХХ века применяют для производства кислорода в замкнутых экосистемах, для очистки воды и восстановления состава воздуха на космических станциях и подводных лодках, отмечают специалисты Государственного учреждения "Методично-технологічний центр з аквакультури" Юрий Шарило и Елена Деренько.

Они приводят следующие преимущества хлореллы:

"Хлорелла проявляет естественную конкуренцию и способна влиять на вытеснение сине-зеленых водорослей из водоемов, а также ликвидирует последствия «цветения»: очищает воду, насыщает ее кислородом, восстанавливает популяцию фито- и зоопланктона".

Также Юрий Шарило и Елена Деренько отмечают, что использование хлореллы является одним из самых дешевых действенных методов очистки водоемов от чрезмерной растительности.

В мае этого года в Тернопольский пруд внесли 192 килограмма суспензии хлореллы и сценедесмуса. Это уже третий год применения такого метода очистки водоема, и он показывает свою действенность, заверили "Рубрику" начальник профильного управления Тернопольского горсовета Олег Соколовский и доктор биологических наук Василий Грубинко.

"Наш водоем искусственный, и есть такие его части, где движение воды близко к стоячему состоянию, особенно при высоких температурах. Мы давно уже искали возможности решения проблемы "цветения" воды. Например, установили дождевые коллекторы со специальными механическими устройствами, которые останавливают грязь, применяли другие меры, но желаемого эффекта все же не достигали", — говорит начальник управления жилищно-коммунального хозяйства, благоустройства и экологии Тернопольского городского совета Олег Соколовский.

О хлорелле знали и раньше: компания "Зеленая свинья" в свое время предложила горсовету такой американский опыт, но тогда это "было очень абстрактно и очень дорого, поэтому мы этой возможностью не воспользовались", продолжает чиновник. Но потом узнали об отечественных наработках, в частности на предприятии, работающем в Баре Винницкой области. Его предложение оказалось гораздо дешевле: несколько сотен тысяч гривен вместо нескольких миллионов, которые просила "Зеленая свинья".

Именно барскую хлореллу и сценедесмус теперь вносят в пруд. Еще своей выращенной хлореллой делится Тернопольский национальный педагогический университет имени Владимира Гнатюка, где также исследуют свойства этих водорослей.

"Первый год был апробационный — мы посмотрели, будет ли вообще что-то. А в прошлом и в этом году уже имеем статистические результаты и они достаточно неплохие", — рассказывает доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой Тернопольского национального педагогического университета имени Владимира Гнатюка Василий Грубинко.

В университете разработали расчеты необходимого для пруда количества пасты и после внесения следят за состоянием водорослей.

"В этом году они неплохо прижились. Сценедесмуса сейчас гораздо больше, чем хлореллы. Вначале его больше, он очень быстро развивается и дает достаточно хорошую очистку", — объясняет Василий Грубинко

Основные три эффекта пасты для Тернопольского пруда таковы, говорит доктор биологических наук Василий Грубинко:

1️⃣ Хлорелла и сценедесмус не дают размножаться другим водорослям, особенно сине-зеленым, вызывающим цветение воды.

2️⃣ Очищение воды, улучшение её кислотности (pH).

"Сейчас в пруду показатель кислотности 7,1-7,2 — в пределах нормы", — говорит ученый.

3️⃣ Очищение водоема от азота и фосфора.

Эти показатели сейчас близки к норме, особенно фосфор, говорит Василий Грубинко.

Он добавляет, что также третий год наблюдается уменьшение зарастания пруда, и это также эффект от хлореллы и сценедесмуса.

"Произошло смещение соотношения водорослей, особенно зеленых, а к ним относятся хлорелла и сценедесмус, по сравнению с сине-зелеными водорослями. Сине-зеленые ранее в пруду доминировали: их было примерно до 60%. В последние годы их стало до 35-37%, поэтому мы надеемся, что третий год этого эксперимента даст эффективный результат", — говорит профессор Грубинко. В общем, по его мнению, на достижение оптимального эффекта потребуется 5-7 лет.

"Мы придерживались всех рекомендаций и имеем эффект — в течение этих лет вода не цветет. Если Днепр, где вода движется, "цветет" довольно быстро, то тернопольский пруд не "цветет", это мощный результат", — говорит Олег Соколовский. Главное, чтобы не было аномальной жары, добавляет он.

Предприятие, заселившее Тернопольское озеро пастой хлореллы и сценедесмуса, имеет давнюю историю. Это Филиал "ПП "Сахарпромводоналадка" ЧАО "Акционерная компания «Сатер»", которое берет начало с постановления Подольского Совнархоза "О проведении опытов по очистке сточных вод при помощи водорослей хлореллы" от 14 апреля еще 1963 года. Тогда при спиртовом заводе в Баре создали соответствующую лабораторию. На ее базе в мае 1976 года появилось Барское предприятие "Сахарпромводоналадка".

Тогда предприятие создавалось для реализации государственной политики по охране окружающей среды с применением на перерабатывающих предприятиях. "В этом плане и построена деятельность Барского предприятия «Сахарпромводоналадка», которое выращивает водоросли хлореллы и сценедесмуса с последующим их использованием для очистки водоемов", — рассказывает директор Василий Дуда.

По словам Василия Дуды, метод успешно применяют в Хмельницкой, Тернопольской, Винницкой, Житомирской областях, Центральном горно-обогатительном комбинате Кривого Рога.

На предприятии определили оптимальные физико-химические показатели водоемов для посева в них водорослей (температура +10°С-15°С, кислотность (pH) — 7,5-8,5, химическое потребление кислорода 500-800 мг/л О2, количество аммонийного азота — 2,0-1,5 м/л, глубина налива Н2О до 2,5 м). В зависимости от этих показателей процесс очистки длится от 30 до 60 суток. Также Василий Дуда отмечает, что этот метод очистки водоема может не срабатывать при наличии в воде нефтепродуктов.

Во время и после внесения водорослей хлореллы в водоемы купаться в них можно. По результатам государственной санитарно-эпидемиологической экспертизы паста этих водорослей отвечает требованиям действующего санитарного законодательства Украины.

Предприятие в своей работе сотрудничает с Институтом гидробиологии НАН Украины, ихтиопатологической лабораторией Государственного агентства мелиорации и рыбного хозяйства Украины, сообщил "Рубрике" Василий Дуда.

Начальник управления жилищно-коммунального хозяйства, благоустройства и экологии Тернопольского городского совета Олег Соколовский отмечает, что в прошлом году метод не сработал только вокруг островка "Чайка".

"Там полностью стоит вода и там цветение было. То есть в суперстоячей воде этот вопрос не всегда просто решить", — говорит чиновник. 

Доктор биологических наук Василий Грубинко говорит, что пруд также нужно очистить от ила. Но это довольно дорогостоящая и технологически непростая операция.

Также биолог предостерегает: если лето будет очень сухим, количество воды в пруду существенно уменьшится, это ухудшит условия существования этих полезных организмов, так как уменьшится количество кислорода. Поэтому в университете будут продолжать мониторинг водорослей в пруду и предоставлять городу соответствующие рекомендации.

В Региональном офисе водных ресурсов в Тернопольской области на запрос "Рубрики" ответили, что осуществляют мониторинг поверхностных вод в Тернопольском водохранилище и "результаты исследования качественного состояния массивов поверхностных вод заносятся в программную систему «Мониторинг и экологическая оценка водных ресурсов Украины», размещенную на сайте Государственного агентства водных ресурсов Украины, однако доступ к вышеупомянутой программной системе на время военного положения ограничен, поэтому "Рубрика" направила запрос в агентство.

Вот какой ответ за подписью заместителя председателя Игоря Гопчака мы получили: "Согласно результатам мониторинга за 2020-2021 годы, химическое состояние массива поверхностных вод Тернопольского водохранилища оценивается как I класс —«хорошее». Согласно результатам мониторинга за 2022 год, химическое состояние массива поверхностных вод Тернопольское водохранилище оценивается как II класс — «недостижение хорошего»". Похоже, с хлореллой все же "что-то пошло не так".

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

Так вот, в Староконстантинове на Хмельнитчине этот метод применили только раз — летом 2020 года пасту внесли в реки Икопоть и Случ, поэтому в местном отделе экологии не готовы давать оценку действенности хлореллы.

В Хмельницком пасту хлореллы вводили несколько лет, но в этом году не будут, рассказал "Рубрике" руководитель профильного управления Хмельницкого городского совета Александр Луков.

Причина — здесь перевесили аргументы общественной организации "Річки Хмельниччини". Руководитель этой ОО Виктор Карван убежден, что внесение хлореллы в природные водоемы никак не улучшает их состояние. Он предоставил "Рубрике" ответ директора Института гидробиологии НАН Украины, члена-корреспондента, доктора биологических наук, профессора Сергея Афанасьева на запрос члена правления ОО "Річки Хмельниччини", фасилитатора Европейского молодежного водного парламента Павла Везденецкого относительно эффективности хлореллы в водохранилище Хмельницкого и в целом.

"Лабораторная культура хлореллы прошла ряд поколений в искусственном отборе, который четко ограничил диапазон факторов ее успешного культивирования, и эти факторы не соответствуют таким большинству природных водоемов, поэтому успешная вегетация лабораторных штаммов этой водоросли и любые "эффекты" от инокуляции(введения) в озера, реки или крупные искусственные водоемы более чем сомнительны", — говорится в ответе.

Более того. Профессор Афанасьев подытоживает: "для борьбы с "цветением" водоемов сине-зелеными водорослями, учитывая вышеизложенное, считаем меры по альголизации, т.е. вселения в водоемы культур р. Chlorella не только напрасными с точки зрения финансовых затрат, но и вредными для водоема ввиду нежелательных и непредсказуемых эффектов от вселения аллохтонных водорослей и процессов, запускаемых необоснованным вмешательством в экосистему".

Очевидно, что решение может быть только одно — применять комплексный научный подход. На этом, кстати, настаивают и в Тернопольском городском совете. Последнее слово должно быть за экспертами, профессионально исследующими тему.

Доктор биологических наук, профессор Сергей Афанасьев в упомянутом выше ответе на запрос хмельницкого активиста также настаивает: "«Цветение» водоемов — это симптом заболевания экосистемного уровня, когда больна вся водная экосистема.

В его основе лежит комплекс факторов, приводящих к нарушениям в круговороте веществ и энергии у водоема, аналогично нарушениям метаболизма в живом организме. При этом для каждого водоема ведущие факторы будут свои, и "лечение", ликвидация именно их даст наибольший эффект.

Соответственно, без комплексного исследования и комплексного подхода к устранению/предотвращению причин нарушения круговорота веществ и энергии невозможно избежать «цветения» и его последствий"

Ученые и практики применяют хлореллу и сценедесмус и для решения других задач, таких как:

• Очищение сточных вод

Как известно, в Украине на большинстве очистных сооружений применяют традиционные технологии, которые не обеспечивают эффективное удаление биогенных веществ — фосфора, фосфатов и соединений азота, рассказывает младшая научная сотрудница Института гидробиологии НАН Украины докторка философии Татьяна Леонтьева.

В то же время, микроводоросли родов Chlorella и Scenedesmus для роста используют именно эти вещества, снижая их концентрацию в воде. При этом они насыщают воду кислородом, что ускоряет окислительные процессы и минерализацию органических примесей в сточных водах. Скорость очистки среды прежде всего зависит от абиотических (интенсивность освещения, фотопериода, температуры, CO2) и биотических (межвидовая конкуренция, патогенные организмы, зоопланктон) факторов. Chlorella vulgaris является природным противогрибковым и антибактериальным компонентом, отмечает ученая.

"Выращивание зеленых водорослей на стоках животноводческих комплексов позволяет удалить избыток органических веществ, нормализовать запах и цвет, при этом биомасса водорослей снова может использоваться как корм животным. Следовательно, можно утверждать, что использование водорослей Chlorella и Scenedesmus является эффективным методом очистки сточных вод", — комментирует "Рубрике" Татьяна Леонтьева.

• Корм и лекарства для рыб

"Хлорелла обладает бактерицидными свойствами благодаря содержанию в ней антибиотика хлоролина. Ее используют как профилактическое и лечебное средство при заболеваниях рыб, вызванных патогенными организмами, при нарушениях обмена веществ в организме рыб", — утверждает директор Филиала "ПП "Сахарпромводоналадка" Василий Дуда.