FacePla.net

Избыток азота из сельскохозяйственных и городских земель загрязняет грунтовые воды, ручьи, реки и озера, вызывая там буйное цветение водорослей, которое, в свою очередь, является одной из основных причин вымирания рыбы.

Надежда найти рентабельный подход к очищению от азота пахотных земель и городских сточных вод перед тем, как они достигнут основных водоемов, до недавних пор была очень иллюзорной. Но последние совместное исследование по денитрификации, проведенное экологами, инженерами и отраслевыми экспертами, обещает увенчаться простой и недорогой технологией очистки от азота.

Денитрификация – это биологический процесс, выполняемый грунтовыми и водными микроорганизмами, в результате которого химически активный азот превращается в неактивный и безвредный тетраоксид. Результаты исследования, проведенного в мае 2009 на базе Университета Род-Айленда, были опубликованы в ноябре этого года в специальном выпуске научного журнала Ecological Engineering. Спонсором исследования выступил Департамент по координации исследований денитрификации (RCN), который был создан Национальным научным фондом (NSF) для активизации сотрудничества среди ученых, работающих над этой проблемой.  

 «Этот специальный выпуск Ecological Engineering, посвященный проблеме денитрификации, подчеркивает необходимость изучения процессов, проводимых микроорганизмами», - говорит Мет Кейн, программный директор Департамента биологии и окружающей среды NSF. «RCN объединил усилия международных и междисциплинарных групп ученых и инженеров, чтобы сохранить чистую воду для будущих поколений».

Во время исследования более 40 участников пытались объединить биологические принципы и инженерные решения для установления контроля над выбросами азота в окружающую среду. Основной целью исследования было оценить новую и сравнительно недорогую технологию очистки сточных вод и стоков из сельскохозяйственных земель при помощи «денитрифицирующих биореакторов». Эти биореакторы используют обычные отходы, такие как древесные щепки, например, чтобы обеспечить кормом микроорганизмы, естественно населяющие грунт. Эти микробы разлагают азот в безвредный газ, который потом выделяется в атмосферу.

Результаты исследований, опубликованные в Ecological Engineering, пришли из Новой Зеландии, Канады и нескольких регионов США. Все они подтверждают, что денитрифицирующие биореакторы могут быть использованы на разных территориях и в разных температурных условиях. «Эта технология прекрасно показала себя в очистке стоков небольшого города и локальных систем сточных вод из молочных ферм,» - говорит Луис Шиппер из Университета Вайкато, Новая Зеландия. «Денитрифицирующие биореакторы также использовались на земледельческих угодьях,» - добавляет Эрик Девидсон из Исследовательского центра Вуд Хол, Велмес, США. «На этих полях подземные дренажные трубы убирают из земли излишки воды, содержащей азот. Очищая эту дренажную воду можно существенно сократить выброс азота в грунтовые воды».

Самые масштабные исследования проводили Шиппер и его коллеги Стюард Кемерон и Сорен Ворник из Университета Вайкато на участке длинной в 200 метров, шириной в 5 метров и глубиной в 2 метра. Они очищали сточные воды теплиц, где выращивают помидоры. Исследователь Уилл Робертсон из Университета Ватерлоо обнаружил, что биоактиватор может работать дольше десяти лет без замены деревянных щепок или существенного ремонта. Харольд Леверенц из Университета Калифорния в своем исследовании доказал, что на поверхности денитрифицирующего биореактора можно выращивать растения, используя эффект биологического разнообразия. 

 «Исследование, опубликованное в специальном выпуске Ecological Engineering, показывает долгий путь от научного изучения биологических процессов денитрификации до их инженерного воплощения в биореакторе», - говорит Девидсон.