Использование микроводорослей Chlorella sorokiniana (Chlorellaceae, Chlorellales) для очистки сточных вод пивоваренной промышленности

Представлены экологические проблемы пивоваренного производства. Изучены литературные данные по способам очистки вод с применением микроводорослей. Показано, что состав сточных вод в пивоваренной промышленности состоит из биогенных элементов азота, фосфора и калия, которые необходимы для культивирования биомассы микроводорослей, поэтому сточные воды возможно использовать как основу для создания питательной среды культивирования микроводорослей. В экспериментальной части изучали влияние различного разбавления суспензии микроводорослей Chlorella sorokiniana (Х), выращенных на питательной среде с неочищенными сточными водами пивоваренной промышленности (СВ). Изучали различные соотношения СВ к суспензии микроводорослей в процентном соотношении 70:30, 50:50, 30:70 на способность поглощать из СВ азот, органический и неорганический углерод, изменять величину рН. Представлены зависимости скорости роста микроводорослей при различном процентном соотношении добавки СВ пивоваренной промышленности и питательной среды. Показано, что при соотношении 30:70 эта зависимость характерна для стандартной кривой роста культуры микроорганизмов. Прослеживаются лаг-фаза, фазы экспоненциального роста и отмирания. При отношении 70:30 очевидно пагубное влияние стоков на рост микроводорослей: на третьи сутки происходит их гибель, зеленый раствор приобретает коричневую окраску, что подтверждает гибель клеток микроводорослей. Показано, что оптимальным соотношением является 30:70, при данном соотношении не происходит гибели биомассы, она хорошо растет, используя загрязняющие вещества для своего питания. Цвет раствора после культивирования имел ярко-зеленую окраску, что соответствует цвету здоровых клеток. При соотношении 30:70 происходит очистка сточных вод по общему азоту до 70%, для органического углерода – до 90%. Величина рН сменяется с кислого значения до нейтрального. 

1. Мамедова Т. Т. Различные подходы к накоплению биомассы водорослей Chlorella vulgaris и процессам ее биокаталитической трансформации : дис. … канд. хим. наук. М., 2015. 176 с.

2. Политаева Н. А., Смятская Ю. А., Кузнецова Т. А., Ольшанская Л. Н., Валиев Р. Ш. Культивирование и использование микроводорослей Chlorella и высших водных растений ряска Lemna. Саратов : ИЦ «Наука», 2017. 125 с.

3. Смятская Ю. А., Политаева Н. А., Собгайда В. С. Фотобиореакторы для культивирования микроводоросли Chlorella sorokiniana // Вестник Технологического университета. 2018. № 2. С. 224 – 227.

4. Субботина Ю. М., Смирнова И. Р., Кутковский К. А. Теоретические и методологические подходы к очистке сточных вод компонентами водной экосистемы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 5 (127). С. 99 – 106.

5. Щербаков П. Н. Влияние избытка органического и неорганического углерода на поглощение ортофосфата клетками Chlorella vulgaris // Материалы международного молодежного научного форума «Ломоносов-2017». М. : МАКС Пресс, 2017. С. 1 – 2.

6. Akhtar N., Iqbal M., Zafar S. I., Iqbal J. Biosorption characteristics of unicellular green alga Chlorella sorokiniana immobilized in loofa sponge for removal of Cr(III) // Journal of Environmental Sciences. 2008. Vol. 20, iss. 2. P. 231 – 239.

7. Ardila L., Godoy R., Montenegro L. Sorption capacity measurement of Chlorella vulgaris and Scenedesmus acutus to remove chromium from tannery waste water // IOP Conference. Ser.: Earth and Environmental Science. 2017. Vol. 83. Article number 012031.

8. Moheimani N. R., McHenry M. P., de Boer K., Bahri P. A. Biomass and Biofuels from Microalgae : Advances in Engineering and Biology. New York ; Dordrecht ; London : Springer International Publishing, 2015. 373 p.

9. Politaeva N. A., Kuznetsova T. A., Smyatskaya Y. A., Trukhina E. V., Atamanyuk I. Energy production from Chlorella algae biomass under St. Petersburg climatic conditions // Chemical and Petroleum Engineering. 2018. Vol. 53, № 11. P. 801 – 805. https://doi.org/10.1007/s10556-018-0425-z

10. Shebanova A., Ismagulova T., Solovchenko A., Baulina O., Lobakova E., Ivanova A., Moiseenko A., Shaitan K., Polshakov V., Nedbal L., Gorelova O. Versatility of the green microalga cell vacuole function as revealed by analytical transmission electron microscopy // Protoplasma. 2017. Vol. 254, iss. 3. P. 1323 – 1340.

11. Smyatskaya Yu. A., Fazullina A. A., Politaeva N. A., Zhazhkov V. V., Pavlushkina Yu. E., Dolbnya I. V. The use and utilization of chitosan sorbents – The residual biomass of microalgae Chlorella sorokiniana // Ecology and Industry of Russia. 2019. Vol. 23, № 9. P. 18 – 23. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-9-18-23

12. Zhou W., Cheng Y., Li Y., Wan Y., Liu Y., Lin X., Ruan R. Novel fungal pelletization-assisted technology for algae harvesting and wastewater treatment // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2012. Vol. 167, iss. 2. P. 214 – 228.