Сине-зеленые водоросли: как из минуса сделать плюс

Мария Повереннова

Откуда родом

Ученые считают, что организмы, вызывающие "цветение" воды, - древнейшие, доядерные: остатки подобных растений найдены в окаменелостях возрастом более трех миллиардов лет. Чтобы выжить на протяжении столь долгого времени, им пришлось приспосабливаться к различным условиям. Уникальный состав пигментного аппарата позволяет этим организмам сохранять нормальную жизнедеятельность в пещерах, сероводородных слоях придонного ила, в минеральных источниках, а также создавать симбиотические связи как с растениями, так и с животными.

Кроме того, сине-зеленая водоросль самостоятельно вырабатывает все необходимые питательные вещества за счет солнечной энергии. У некоторых видов выработалась способность усваивать азот прямо из воздуха. Это сразу расширило ареал обитания водоросли и… превратило в превосходное сырье для удобрений.

Приспособляемость этих древнейших поражает: на случай нехватки влаги их защитный механизм выделяет слизь (отсюда одно из названий). Она не только удерживает воду, но и защищает растение от радиации. Если учесть, что при этом для жизнедеятельности достаточно пара, водоросль становится действительно вездесущей.

Расширяя ареал обитания, она создала симбиоты с другими растениями и грибами - лишайниками, папортниками (как водными, так и растущими на суше) и даже с… ленивцем.

Чем опасны

Загрязненность волжской воды способствует распространению сине-зеленых водорослей. Они активно разрастаются вдоль берегов, покрывают до 20-30% водохранилищ и стали настоящим бедствием для реки. Опасность их активного появления - в том, что эти растения выделяют до 300 видов органических веществ, большая часть из которых ядовита. 200 видов этих веществ до сих пор остаются неизвестными. Отмершие водоросли попадают на дно, увеличивают содержание фосфора, азота и создают идеальную среду для собственного самовоспроизведения. В результате происходит вторичное загрязнение. Вода, которая берется для водоснабжения Тольятти из поверхностного слоя Куйбышевского водохранилища, не очищается от токсинов сине-зеленых.

Сине-зеленые водоросли: 1 - Synechococcus aeruginosus; 2 - Dactylococcopsis rhaphidioides; 3 - Merismopedia glauca; 4 - Microcystis aeruginosa; 5 - Gloeocapsa turgida; 6 - Gomphosphaeria aponina; 7 - Chamaesiphon curvatus; 8 - Stigonema ocellatum; 9 - Nostoc pruniforme; 10 - Anabaena hassalii; 11 - Aphanizomenon flos-aquae; 12 - Tolypothrix tenuis; 13 - Calothrix gypsophila; 14 - Oscillatoria chalybea; 15 - Lyngbya confervoides

Ничего хорошего в неконтролируемом размножении этого растения нет. Разрастаясь, сине-зеленая водоросль образует на поверхности водоема толстую пленку, которая препятствует проникновению солнечного света в глубинные слои водоема, угнетая другие водные растения. Резко увеличивается и потребление кислорода, особенно в ночное время. Огромные массы водорослей гибнут, начиная разлагаться, что приводит к замору рыбы. Кроме того, из-за выделяемых токсинов вода становится непригодной для питья и даже для купания - у человека или животного могут появиться кожные проблемы. А поедание выловленной в цветущем водоеме рыбы приведет к отравлениям и кишечным расстройствам.

Непомерно разросшиеся сине-зеленые водоросли забивают фильтры очистных сооружений, выводя их из строя. Если вовремя не принять меры, водопроводная вода становится не только непригодной, но даже опасной для питья.

Как бороться

На увеличение активности сине-зеленых водорослей влияют общее загрязнение окружающей среды, недостаточная очистка сточных вод, повышение температуры воды в результате промышленной деятельности человека. Немаловажным фактором являются и химические удобрения, попадающие в реки с сельскохозяйственных угодий в результате дождей или таяния снегов.

Бороться с ними сложно по ряду причин. Химические вещества, уничтожая их, параллельно наносят вред окружающей среде. Использование "биологических" методов (например, запуск в водоем поедающих сине-зеленые водоросли рыб) нарушает устоявшийся биоценоз.

На данный момент наиболее безопасной считается механическая очистка водоема. Экосистема не нарушается, биоценоз - тоже. А поскольку сине-зеленые водоросли, хотя и выделяют токсичные вещества, в себе их не накапливают, то выловленную зеленую массу можно переработать на безопасные удобрения, кормовые добавки для сельскохозяйственных животных, а также использовать для получения биотоплива, производства биогаза, что, несомненно, приведет к улучшению общей экологической картины.

Будущим сине-зеленых водорослей озаботился один из резидентов бизнес-инкубатора Тольятти. Когда выяснилось, что они более чем на 30% состоят из "липидов", используемых для производства биотоплива третьего поколения, специалисты задумались о добыче и переработке сине-зеленой водоросли в биодизель. Отходы переработки - отличное удобрение с большим составом калия и фосфатов. Компания уже разработала и начинает выпускать комбайн для механического сбора сине-зеленой нечисти в акватории рек Волга и Дон. В прошлом году она исследовала состав водорослей, заручившись поддержкой Института экологии в Тольятти и Фонда спасения Цимлянского водохранилища.

В РФ это производство будет первым, пока на рынке существуют только дорогие немецкие водорослесборочные агрегаты ценой по 275 тысяч евро. Заказчики на новую технику у предпринимателей уже есть.

Оборудование, сконструированное командой, также позволяет заниматься сбором аварийных розливов нефтепродуктов без какого-либо дополнительного переоборудования. Директор компании считает, что при наличии достаточного количества организаций, занимающихся сбором водорослей по каскаду водохранилищ реки Волги, можно устранить ЧС в короткие сроки.

В прошлом году проект был представлен на престижном конкурсе Startup Village, в котором участвовали 27 стран, и лидировал в направлении "Биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности". Компания предложила использовать водоросли, загрязняющие акватории рек, для производства почвовосстанавливающих удобрений. Производственная база для реализации проекта находится в Тольятти, что является большим плюсом. В этом году компания-резидент уже опробовала метод, показавший свою эффективность. В настоящее время инженерная группа работает над образцом промышленных установок, которые будут применяться на водных судах.