Биоценотические изменения активного ила, функционирующего в условиях экстремального антропогенного воздействия

• Автор: Жмур, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 290 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СЛОЖИВШЕЙСЯ СИСТЕМЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ АКТИВНОГО ИЛА.

1.1. Индикаторная роль организмов активного ила. Классификации биоценозов ила.

1.2. Фундаментальные законы экологии и их распространение на процессы,

происходящие в экосистеме активного ила

1.2.1. Теория видового разнообразия.

1.2.2. Теория устойчивости и стабильности экологических систем

1.2.3. Закон внутреннего динамического равновесия экосистем.

1.3. РЕАКЦИЯ БИОЦЕНОЗА АКТИВНОГО ИЛА НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ТОКСИКАНТОВ

1.4. Нарушение спдиментационных характеристик активного ила под влиянием

ЧРЕЗМЕРНОГО РАЗВИТИЯ НИТЧАТЫХ ХЛАМИДОБАКТЕРИЙ
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ в
2.1. Методы предварительной подготовки проб и количественного учета бактерий
АКТИВНОГО ИЛА
2.1.1. Методы гомогенизации проб
2.1.2. Метод прямого счетафлюорохромированных бактерий неядерных фильтрах с окраишванием флюорескамином.
2.1.3. Окрашивание бактериальных клеток раствором флюорескамина.
2.1.4. Метод прямого счета флюорохромированных бактерий на мембранных фильтрах с окрашиванием акридин оранжевым
2.1.5. Метод прямого счета бактерий с окрашиванием эритрозином
2.1.6. Метод окрашивания нитчатых бактерий по методу Гиама
2.1.7. Метод окрашивания нитчатых бактерий по методу Нейссера.
2.1.8. Измерение размеров нитчатых микроорганизмов
2.2. Методы учета простейших активного ила.
2.2.1. Качественный учет простейших.
2.2.2. Методы количественного учета организмов активного гыа
2.3. Оценка состояния биоценоза по видовой структуре.
2.3.1. Индекс Шеннона.
2.3.2. Индекс
2.3.3. Модифицированный индекс .
2.4. Оценка функционального состояния активного ила
2.5. Лабораторные модельные установки для очистки сточных вод
2.6. Статистическая обработка данных.
ГЛАВА 3. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ АКТИВНОГО ИЛА. ХАРАКТЕРИСТИКА И СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВУЮЩИХ ФАКТОРОВ И ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ УРОВЕНЬ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БИОЦЕНОЗА.
3.1. Систематические признаки организмов активного ила и некоторые уточнения ИНДИКАТОРНОГО ЗНАЧЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ГРУПП
3.2. Условия формирования и функционирования экосистемы активного ила.
3.2.1. Экологические факторы, определяющие развитие и популяционную динамику
активного ила.
3.2.1.1. Биотические факторы.
3.2.1.2. Абиотические факторы
3.2.2. Технологический режим эксплуатации сооружений с аэротенками.
3.3. Основные типы экосистемы азротенков и уровни организации биоценозов
активного ИЛА.
ГЛАВА 4. МЕХАНИЗМЫ И ФОРМЫ РЕАКЦИИ БИОЦЕНОЗА АКТИВНОГО ИЛА НА СТРЕССИРУЮЩЕЕ АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
4.1. Поступление, фракционирование и трансформация наиболее распространенных токсикантов в процессе биологической ОЧИСТКИ.
4.1.1. Нефтепродукты.
4.1.2. Тяжелые металлы.
4.2. Выбор и обоснование параметров, характеризующих состояние активного ила в
норме и при его стрессировднии
4.3. Состояния биоценоза активного ила, характеризующие условную норму, риск и
кризис. Разрушение биоценоза и формы регенерации
ГЛАВА 5. ВСПУХАНИЕ АКТИВНОГО ИЛА КАК НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННАЯ ФОРМА КРИЗИСНОГО СОСТОЯНИЯ ЭКОСИСТЕМЫ АЭРОТЕНКОВ. СТРАТЕГИЯ УЛУЧШЕНИЯ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ИЛА.
5.1. Причины, вызывающие вспухание активног о ила.
5.2. Особенности развития хламидобактериального вспухания активного ила на действующих сооружениях биологической очистки
5.3. Индикаторная оценка процесса биологической очистки в условиях вспухания активного ила
5.4. Специфические мероприятия по подавлению доминирования хламидобактерий.
рофилактика нитчатою вспухания.
5.5. обоснование алгоритма комплексной оценки воздействия токсикантов на процесс биологической очистки с целью выявления причин его нарушений и, в
частности, причин хламидобактериального вспухания ила.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Это приводит к тому, что результаты биологической оценки активного ила без теоретических обоснований не используются, плохо анализируются или применяются очень узко. При анализе, прогнозе и выборе решения по изменению состояния процесса биологической очистки используются в основном математические, инженерные расчеты и гидрохимические, но не биологические данные. В то же время, в современных условиях становится все более очевидна несостоятельность такого подхода при оценке состояния биологической системы и прогноза ее динамики. Показаны недостатки гидрохимического контроля , , в части предоставления качественной информации о состоянии водных экосистем. Практики, не зная и не руководствуясь теорией, используют здравый смысл, основанный на опыте, который приобретается в результате многочисленных проб и ошибок. Детальное рассмотрение сукцессионных процессов в экосистеме активного ила, изучение общих принципов его функционирования позволяет выявить основные отрицательные факторы, оценить пределы устойчивости сообщества, прогнозировать последствия неблагоприятного воздействия на процесс биологической очистки и, таким образом, им управлять, поддерживая качество очистки. Разработка алгоритма диагностики процесса биохимического окисления загрязняющих веществ по регистрации изменения диагностических качеств экосистемы потребовало в процессе исследования в первую очередь построения теоретической модели функционирования искусственной экосистемы и изучения основных закономерностей отклика на многофакторное воздействие. Подобное теоретическое описание может быть основано на фундаментальных экологических теориях и закономерностях и в первую очередь на теориях стабильности, устойчивости и видового разнообразия, на законе внутреннего динамического равновесия экосистем. Теоретические разработки экологоорганизменных закономерностей развития биосистем до настоящего времени слабо применяются в решении практических задач биологической очистки сточных вод, они не обосновывают детально всех происходящих изменений и в этих случаях мы больше опираемся на конкретный эмпирический материал. С другой стороны, обширные данные лабораторных и натурных исследований процессов, происходящих в активном иле без теоретических обобщений и формализации, при игнорировании фундаментальных законов экологии остаются просто накопленным эмпирическим материалом без обоснованного руководства к действию. Или правильнее, без руководства к действию с учетом понимания сути происходящего биологического процесса и необходимости регулирования экологических условий местообитания активного ила. А. Тинеман в г. Принцип разнообразия условий биотопа чем разнообразнее условия жизни в рамках биотопа, тем большее число видов в заселяющем его биоценозе и принцип отклонения условий существования от нормы чем больше отклонения условий существования от оптимума в биотопе, тем беднее видами развивающийся биоценоз и тем больше особей имеет каждый присутствующий вид. Каждый тип сооружений биологической очистки обладает специфической популяцией различных микроорганизмов, способных разлагать комплекс поллютантов. Отдельная популяция бактерий может обладать катаболической способностью катализировать трансформацию одного соединения в другое, но не обладать ферментативной системой для дальнейшей его деградации. Это может быть восполнено другими организмами с комплементарными катаболическими свойствами и тогда соединение будет полностью разложено. Чем больше организмов входит в состав биоценоза, тем разнообразнее набор активных ферментов, каждый из которых незаменим в биологическом окислении загрязнений. Именно смешанная культура микроорганизмов способна наиболее полно и экономично утилизировать все компоненты сложного субстрата Печуркин и др. В третьей главе диссертации предлагается разделение сооружений биологической очистки на три основные типа в зависимости от рамок и условий биотопа и, соответственно им разделение биоценозов в зависимости от структурных характеристик, определяющих видовое разнообразие. Поскольку условия среды обитания активного ила формируют структуру и закономерности развития сообщества.