Т.П. Булат, В.В. Петрушенко, Н.И. Товстуха, Л.Д. Пржевальская

Одесский государственный университет им. И.И. Мечникова

Проведенные исследования влияния промышленных загрязнений водной среды на различные виды водных растений позволили выявить способность некоторых высших водных растений аккумулировать и обезвреживать определенные химические загрязнения. К таким водным растениям, распространенным на юге Украины, относятся: рогоз, семейство рогозовые, 2 вида – рогоз широколистный (Typha latifolia) и рогоз узколистый (Typha angystyfolia); камыш, семейство осоковые, 2 вида – камыш озерный (Scirpus lacustris) и клубнекамыш приморский (Bolboschoenus maritimus) и, наконец, тростник, семейство злаковые, один вид – тростник обыкновенный (Phragmites australis).

Все эти растения произрастают большими массивами в поймах рек, по берегам прудов и озер, на побережье морских лиманов, а также по берегам загрязненных промышленными стоками водоемов, прудов-отстойников, полей фильтрации. Многими исследованиями установлено, что эти растения не только не прихотливы к условиям природной среды, но и способны выживать в условиях интенсивных промышленных загрязнений и при этом обладают уникальной способностью аккумулировать в своих тканях растворенные в воде химические вещества и тем самым очищать почвенно-водную среду.

В Северной Америке (США, Канада) для данных целей много лет широко используется рогоз слоновый.

Для условий юга Украины наиболее целесообразно использовать тростник обыкновенный, поскольку здесь это самое распространенное растение. В частности, его заросли расположены на полях фильтрации и на прудах-отстойниках промывочно-пропарочной станции одесской железной дороги (ППС), куда долгие годы сливались загрязненные нефтепродуктами воды после промывки железнодорожных нефтецистерн.

Биологические особенности строения и развития тростника таковы: полые побеги тростника ежегодно отрастают от так называемых почек возобновления, образующихся на длинных трубчатых подземных корневищах. Корни толщиной 5 – 6 см имеют воздушные внутренние полости, перегороженные поперечными диафрагмами. Эти воздушные полости позволяют тростнику приспосабливаться к низкому содержанию кислорода и высокому содержанию болотных газов в почвах. Высокое содержание сероводорода, сульфидов в почвах, гибельное для других растений, способствует более интенсивному развитию тростника. Масса корневищ в водоемах достигает более 100 т/га, образуя разветвленную сеть, проникающую в глубину почвы примерно на 2 м, формируя каналы, по которым в почве циркулирует воздух, попадающий в корни по полым воздухопроводящим побегам. Поэтому благодаря тростнику водно-почвенная среда постоянно обогащается кислородом, в ней более интенсивно происходят процессы окисления. В течение одного сезона побеги тростника достигают 2 – 6 м высоты, а к осени отмирают. На 1 га площади водоема может быть от 300 тыс. до 1 миллиона экземпляров.

Существенной особенностью тростника является наличие у него дополнительных водно-воздушных мочковидных корней, которые развиваются на 3 –5 нижних узлах побега. Осмотическая поверхность этих корней превышает площадь, занятую растениями, в 5-15 раз. Эти дополнительные корни выполняют функции механического фильтра, задерживающего микрочастицы, минеральные и органические взвеси, жировые и нефтяные эмульсии, очищая при этом воду от этих загрязнений. Однако роль водно-воздушных корней не ограничивается только механической фильтрацией. С помощью этих корней растения извлекают из воды растворенные в ней химические, в том числе и токсичные вещества, такие как аммиак, фенол, соли тяжелых металлов, в том числе свинца и ртути., сероорганические соединения и др. Поглощенные тканями тростника, эти вещества в процессе обмена веществ претерпевают различные химические превращения и затем при скашивании его надземной биомассы выносятся за пределы водоема. Скошенная биомасса может использоваться как топливо, строительный материал, корм для скота или как сырье для химической промышленности.

Проведенные исследования произрастающих по берегам прудов-отстойников промывочно-пропарочной станции растений тростника показали следующее.

По фенологическим данным тростник здесь практически не отличается от контроля: высота 2-4 м, нормальной густоты надземная биомасса (в качестве контроля для сравнения были обследованы заросли тростника, находящихся на расстоянии нескольких сот метров от прудов ППС). Исследования повреждаемости листьев методом измерения электропроводности водной вытяжки также не выявили существенных отличий от контрольных растений.

Как выяснилось, механизм ускорения разложения нефтяных загрязнений высшими водными растениями складывается из нескольких компонентов:

– Фотосинтетическая аэрация создает и поддерживает необходимое количество растворенного в воде кислорода, что способствует химическому окислению нефти;

– Выделение растениями растворимых органических веществ стимулирует развитие окисляющих нефть бактерий;

– Водно-воздушные корни тростника увеличивают зону контакта между нефтеокисляющими бактериями и пленкой нефти;

– Эпифитная микрофлора, развивающаяся в зарослях высших водных растений, усваивает углеводороды нефти как источник углерода и энергии.

Имеющиеся результаты многолетних исследований позволяют сделать вывод, что тростник обыкновенный может быть использован для очищения водоемов от промышленных загрязнений, в частности, нефтепродуктами и для рекультивации земель при ликвидации прудов-отстойников промывочно-пропарочной станции как дополнительное средство биологической очистки.