Попри великі зусилля прогресу у всьому світі доступна і чиста вода залишається розкішшю для мільйонів людей планети Земля. Розгляд проблеми не тільки чистої, але й придатної для пиття води бентежить навіть цивілізовані країни. І не дивно, адже це — стратегічно важлива річ, запорука не тільки здоров’я індивіда, але й безпеки усієї держави.
Наразі глобальною проблемою кожної країни є очищення стічних вод і запобігання забрудненню джерел. Якщо села й маленькі містечка розв’язують проблему навмання, то мегаполіси майже завжди використовують найпрогресивніший метод — очищення мікроорганізмами. Як це відбувається і чому одні бактерії так не люблять інших? Нумо розбиратися!
Бактерії: шкідливі та голодні
Наші домашні фільтри для очищення води, попри наше бажання, затримують у своїх мембранах лише великі частки бруду, іржі та шкідливі сполуки. Існують також системи зі зворотним осмосом, де видаляються аніони та катіони, тож вода стає близька до дистиляту. Сучасні фільтри містять спеціальні мембрани,
Утім, для великих міст системи зворотного осмосу надто дорогі, а рішення має бути не тільки масовим, але й дешевим. Навіть якщо мембранний захист застосовувати для комунальних стічних вод на рівні міст, до вартості такої забавки додасться кілька нулів. Але що використовують у своїх очисних спорудах високорозвинені країни? Бактерії!
Станція очищення води Klaewerk у Кілі, Німеччина.
Річ у тім, що мікроорганізми можуть здолати будь-які з’єднання, присутні у стічних водах. Не треба мати лікарську освіту, аби знати, що наш організм з часом пристосовується навіть до антибіотиків. Наші мікроби здобувають досвід у нерівній боротьбі зі штучними хімічними сполуками
Ми знаємо, що навіть до антибіотиків рано чи пізно розвивається стійкість: збудники хвороби вчаться боротися із синтезованими хімічними сполуками. А у стічних водах великих міст більшість компонентів — органічні речовини та сіль. Утім, фактично бактерії не очищають наші води: вони просто їдять одна одну, не знаючи про ту користь, яку приносять нам своїм невгамовним апетитом.
Колонії бактерій формуються самостійно, і впливати на цей процес прямо ми майже не можемо. Утім, ми можемо стимулювати чи гальмувати процеси всередині таких колоній, а отже — примусити бактерії до потрібної реакції.
Очищувати не можна зупинитися
Сучасні очисні споруди — спеціальні місця із необхідними для розмноження бактерій умовами. Зазвичай вони формуються близько місяця, але залишаються на многая літа: у стічних водах ніколи не бракує поживних елементів.
Резервуари відстоювання львівських очисних споруд.
Через це очисні споруди облаштовані спеціальним резервуаром — величезним баняком, до якого надходить вода після попереднього мембранного очищення. У баняках живуть аеробні мікроорганізми — для їхнього життя потрібен кисень, подача якого має бути регулярною. За це і не тільки відповідають технологи та фахівці-мікробіологи. Якщо усе розраховано належним чином, у цьому баняку починають виникати маленькі гуртки мікроорганізмів, які роблять «ням-ням» усіляким забруднювальним речовинам стічної води.
Утім, бактерії очисних споруд не завжди «ням-ням» те, що нам потрібно. Точніше, наслідки їхнього голоду часом навіть заважають. Наприклад, виростають у біомасу, яку необхідно регулярно видаляти. Хоча сьогодні молекулярно-генетичні методи дозволяють провести аналіз метаболізму і виявити погані процеси, це також недешево. Утім, в майбутньому це дозволить нам ще швидше та якісніше впливати на середовище бактерій, створюючи абсолютно нові технології та механізми очищення стічних вод.
Типова схема роботи сучасних очисних споруд.
Загалом схема роботи українських очисних споруд досить проста: спочатку вся вода через загальну каналізацію стікається до станції, потім проходить крізь кілька мембран або шарів гравію з піском (фільтруючи сірники чи пляшки). Потім потрапляє до відстійників, і згодом подається на стіл до бактерій. Те, чим ці бактерії какають, називається надлишковим мулом, і його також відкачують у процесі очищення. Згодом цей мул гниє, виділяючи біогаз, яким сучасні очисні станції Європи користуються для вироблення теплової чи електричної енергії.
Екологічний шляк
Екологічна складова досить зрозуміла: без нормальних очисних споруд накриється вся екосистема країни. З одного боку це — питання технологій очищення та стану самих станцій, але з іншого — наша персональна відповідальність. Скло, пластик, папір та інші дива промисловості потрапляють до води саме завдяки українцям. Нам може здаватися, що такі штуки фільтруються мембраною, а отже, не шкодять загальному процесу. Втім, усе трохи інакше.
Річ у тому, що голодні бактерії не питають про склад відходів — вони або десорбують його, або залишають. Тому навіть важкі метали часом стають поживними для мікроорганізмів на очисних станціях. Самі бактерії, до речі, можна прибрати лише ультрафіолетом та спеціальними хімічними сполуками, які дуже дорого коштують.
Коротко кажучи: те, що нас вбиває, не вбиває мікроорганізми. Вони, як і у випадку з антибіотиками, швидко вчаться протидії та мають неабияк розвинений інстинкт самозбереження. Але річ не у тому, що бактерії такі круті. Річ у тому, що саме зараз вони навчаються «ням-ням» поліетилен, пластик та інші неприємні планеті елементи.
Сьогодні багато мікробіологічних лабораторій у всьому світі проводять дослідження таких організмів. В ідеалі — це дозволить нам відкрити нові технології перероблення твердих побутових відходів, а отже, планета буде дихати вільно, ще й завдяки своїм мешканцям.
