Ý nghĩa môi trường của các chỉ thị sinh học

Ý nghĩa môi trường của
Bioindicators trong xử lý nước thải
Judit Németh-Katona
Viện Bảo vệ Môi trường, Rejtő Sándor Khoa Công nghiệp nhẹ và
Bảo vệ môi trường Cơ khí, Viện Công nghệ Bách khoa Budapest
Doberdó út 6, H-1034 Budapest, Hungary.
e-mail: katona.judit @ rkk.bmf.hu
Tóm tắt: Bài trình bày về tầm quan trọng của bioindicators liên quan đến
bảo vệ môi trường trong quá trình làm sạch nước thải. Sự tồn tại của một hoặc
sinh vật đa bào cho thấy sự hiện diện, điều kiện hoặc vắng mặt của một số phần của
quá trình làm sạch nước. Bằng cách này, hoạt động tối ưu của các thiết bị tinh chế có
thể
kiểm tra liên tục và kiểm soát một cách thân thiện với môi trường.
Từ khóa: chất lượng môi trường, xử lý nước thải, bioindicators, polisaprobic
nước thải, nước thải mesosaprobic nước, oligosaprobic nước thải
1 - Tổng cấp nước của trái đất
Cuộc sống là phụ thuộc vào nước: một hợp chất không thể thiếu cho tất cả các sinh
vật sống. Nó
cung cấp các phương tiện, chất hoà tan, và đại lý phản ứng cho nội bào
sinh hóa quy trình. Đây là một trong các bộ điều khiển nhiệt độ quan trọng của các
sinh quyển.
Các nguồn cung cấp nước của trái đất là khoảng 1340 triệu km khối nhưng
ít hơn 3% (36.800.000 km khối) nước ngọt, và tỷ lệ
bề mặt nước biển, hồ, suối, sông, và nước ngầm là thậm chí ít hơn, chỉ có 0,64%, hoặc
8,3 triệu khối km.
Dân số của Trái đất hiện nay là 6,1 tỷ USD (Mỹ), (6,1 tỷ GB).
Dựa trên xu hướng hiện tại, con số này đang tăng 70-90 triệu USD mỗi năm.
Một trong những thách thức toàn cầu về môi trường cấp bách nhất, do thâm canh
tăng dân số, thiếu nước ngọt đủ. Bùng nổ dân số, tuy nhiên,
không chỉ đơn thuần là một vấn đề tiêu thụ (5500 km khối hàng năm). Số lượng
nước thải hoặc nước thải sản xuất bởi dân số cũng đang tăng lên trực tiếp

tương ứng với tỷ lệ tăng trưởng dân số. Do đó, tình trạng ô nhiễm nguồn cung cấp
nước,
giả định trước đây là năng lực vô hạn, đã được tăng lên đáng kể trong
ba thập kỷ qua, do đó xử lý nước thải đã trở thành một cấp bách nhất và
ngay lập tức vấn đề hiện nay.
Trang 2

J. Németh-Katona
Ý nghĩa môi trường của Bioindicators trong xử lý nước thải
- 118 -


Có hai lựa chọn cho việc xử lý cuối cùng của nước thải. Nó có thể là
nhập vào trong vùng nước tự nhiên, hoặc trong lòng đất, do đó trở về chu kỳ tự
nhiên. Các
, tuy nhiên, khả năng tự làm sạch của các vùng nước tự nhiên và mặt đất không
còn có thể xử lý các số không ngừng gia tăng của vật chất hữu cơ, và
họ có hoàn toàn không có sức đề kháng với các chất độc.
Theo gương tự thanh lọc trong các vùng nước tự nhiên, công nghệ sinh học
thủ tục đã được sử dụng trong xử lý nước thải ngày càng rộng rãi, cả hai
thủ tục làm rõ nước, và trong các vấn đề liên quan đến chất lượng nước
tuyển.
2 - Chất lượng Môi trường
Về cơ bản, có hai cách tiếp cận để kiểm tra và xác định chất lượng nước, và
trong một ý nghĩa rộng hơn, chất lượng môi trường.
Một cách tiếp cận trình độ dựa trên các chỉ số sử dụng cuối cùng (ví dụ như
thông số của uống, công nghiệp, thủy lợi, và nước thải), và diễn giải
dữ liệu theo các tiêu chuẩn thích hợp. Cách tiếp cận này không phải là khá tác
vì sự đơn giản của nó. Rõ ràng, bất kỳ thực thể trong môi trường có
"Chất lượng" không chỉ khi nó được sử dụng cho mục đích nào đó. Điều này là để gây

nhầm lẫn với chất lượng
các khái niệm về thiết thực đầy đủ, hữu ích.
Các phương pháp khác xác định chất lượng môi trường như toàn bộ các thuộc tính.
Điều này có nghĩa là chất lượng môi trường không được xác định dựa trên một
đặc trưng, và nó không phải đơn ra một biến, ví dụ như nhiệt độ,
điều kiện ánh sáng, nội dung phốt pho, vv
Nước là một yếu tố môi trường có thể được định nghĩa là tổng của thủy văn,
vật lý, hóa học, và các đặc điểm sinh học. Một số yếu tố được xem xét
là: các thuộc tính của dòng chảy, nhiệt độ và suốt của nước, miễn phí của nó
oxy nội dung, thành phần ion của nó, sự phong phú của nó trong chất hữu cơ khác
nhau và
sinh vật sống, và các yếu tố khác nhau.
Nếu một người muốn xác định chất lượng thực tế của một phần tử môi trường, một
trong những
không thể được giới hạn trong việc kiểm tra các thuộc tính của các thành phần có liên
quan
riêng biệt. "Mối nối" chất lượng của bất kỳ hệ thống vật chất không phải là duy nhất,
và
hơn nữa không chủ yếu, đặc trưng bởi số lượng và giá trị của các
thành phần, mà là do cấu trúc cụ thể của họ, tức là hệ thống cụ thể của
mối liên kết của các thành phần trong các lĩnh vực của hệ thống nhất định. Để
phân tích và giải thích sự phức tạp của các đặc thù cụ thể được tạo ra bởi
tương tác của các thành phần cá nhân là phức tạp hơn đáng kể và


phức tạp hơn hơn để nghiên cứu các đặc tính của các thành phần riêng.
Page 3

Acta Polytechnica Hungarica
Vol. 5, số 3, 2008

- 119 Sự tích lũy các chất hữu cơ trong vùng nước tự nhiên, tức là một sự thay đổi tích cực
trong
trạng thái dinh dưỡng, được gọi là hiện tượng phú dưỡng. Tình trạng dinh dưỡng được
xác định bởi hữu cơ
vấn đề nội dung của một cơ quan đặc biệt của nước. Trạng thái này được gây ra bởi cụ
thể
các thuộc tính như là các biến, ví dụ như số tiền có sẵn của phốt pho và / hoặc nitơ,
nội dung chất diệp lục, sinh khối tảo. Nó sẽ là sai lầm để giảm
nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng một thuộc tính đơn hoặc tài sản. Sự tương
tác của
yếu tố khác nhau được yêu cầu để sản xuất các trạng thái của vật chất hữu cơ tăng
nội dung, chẳng hạn như một nguồn năng lượng, các yếu tố vi mô và vĩ mô, sống
sinh vật.
Trong vùng nước của Hungary, tình trạng dinh dưỡng được giới hạn và được xác định
chủ yếu bởi
hàm lượng phospho, đôi khi bằng nitrogen, nhưng nó cũng có thể là mức độ ánh sáng
có sẵn. Do đó, giai đoạn tiếp theo của xử lý nước thải (tức là
hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí) phải hoàn thành việc phân hủy các
chất hữu cơ, sự chuyển đổi của ammonia, nitrite và nitrate, và phải
loại bỏ các lượng dư thừa phốt pho để sản xuất nước
phù hợp sẽ được hấp thụ bởi các vùng nước tự nhiên mà không gây ra hiện tượng phú
dưỡng, và
có thể được trả lại cho chu kỳ tự nhiên.
3 - Bioindicators trong xử lý nước thải
Mức độ tinh khiết của nước, các thuộc tính có liên quan hiện nay chất lượng nước có
thể
xác định một cách hiệu quả nhanh chóng, hiệu quả và chi phí bằng cách sử dụng
bioindicators
Hình 1
Cụm được hình thành do vi khuẩn (phóng đại 100 lần)

Hình 2
Ciliata (phóng đại 400 lần)
Nhiều chúng sinh khác nhau sống trong nước thải. Vi khuẩn đại diện cho hầu hết các
đông dân nhóm. Một số hình thức vi khuẩn các tập đoàn hoặc các nhóm (xem hình 1),
những người khác


nổi như tế bào riêng lẻ hoặc chủ đề trong dịch interconglomeratic. Vi khuẩn cụm
bao gồm tất cả các nhóm động vật nguyên sinh (Protozoa): flagellates (Zooflagellata),
rhizopods
(Rhizopoda), heliozoans (Heliozoa) ciliates (xem hình 2), sectarians (Suctoria).
Động vật đa bào được đại diện chủ yếu là do giun: giun tròn (Nematoidea), luân trùng
(Rotatoria), và oligochaetes (Oligochaeta). Protocysts Plantlike được đại diện
bởi một Cyanophyta vài, Euglenophyta, Bacillariophyceae, và một số fungoids
(Protofungi). Những sinh vật sống kích thích hoạt động của vi khuẩn trong quá trình
nước làm rõ. Họ tái tạo bề mặt của các cụm vi khuẩn, họ
hỗ trợ hình thành cụm, và có ảnh hưởng tích cực hấp phụ
giải thể và tế nhị bị đình chỉ chất. Một sự gia tăng đáng kể trong
số những sinh vật này, tuy nhiên, cũng có thể là bất lợi (ví dụ như họ có thể làm cho
các cụm nới lỏng và sụp đổ), và nó phục vụ như là một cảnh báo ngay lập tức thay đổi
các hoạt động của hệ thống. Sự có mặt hay vắng mặt của các sinh vật này có thể
xác định và dự đoán nguyên nhân sản xuất hiệu quả.
3,1 Các Bioindicators trong nước xử lý nước thải Polisaprobic
Một số lượng gia tăng các vi khuẩn khác nhau, sự hiện diện của Cyanophyta,
Zooflagellata, và Ciliata, là một dấu hiệu của nước quá tải hữu cơ
vấn đề, tức là một dấu hiệu của quá trình polysaprobic và thiếu oxy. Của chúng tôi
quan sát có thể xác định nếu hàm lượng dinh dưỡng của nước thải
chất hoặc không đủ, độc hại nhập vào hệ thống. Nước như thế có cao
nồng độ chất hữu cơ, chất dinh dưỡng tỷ lệ tải vi sinh vật
giữa 0,4 và 1,5. Tải trọng cho mỗi khối lượng là quá nhiều, do đó sục khí là không

hiệu quả
với hiện oxy rất ít. Thời gian bùn hình thành là từ 0,5 và 2 ngày,
dẫn đến kém hiệu quả xử lý nước thải. Như một hệ quả về sự quá tải,
cụm nhỏ bùn được hình thành, và họ được giải quyết từ từ, với rất nhiều
vi khuẩn trôi nổi tự do trong nước.
Chỉ số vi sinh vật được coi là vòng loại nước tuyệt vời bởi vì
mặc dù tất cả họ đều kêu gọi sự chú ý đến một tình trạng quá tải hệ thống, họ chỉ ra
nguyên nhân và
nghiêm trọng của tình hình trong cách cụ thể của riêng mình.
Sự hiện diện của giun tròn Thiotrix NIVEA (vi khuẩn hình sợi - Xem Hình 3 và 4). Là
một
dấu hiệu của giai đoạn cuối cùng, sự thối rữa cuối cùng của nước: hydrogen sulphide
chỉ thị. Trong trường hợp này, nó là cần thiết để làm sạch và làm sạch các bể hiếu
khí. Điều này
giai đoạn có thể tránh được nếu các chỉ số khác được quan tâm một cách kịp thời
theo cách.
Sự hiện diện của giống khuẩn xoắn và Spirochaeta loài (xem hình 5) tín hiệu đầu tiên
giai đoạn thiếu hụt oxy và tăng tải. Các Sarcina và


Streptococcus phyla cho thấy một sự thay đổi đối với tình trạng quá tải, cảnh báo của
các quá trình kỵ khí,
và việc tạo ra trì trệ "vùng chết"
Trang 1

Acta Polytechnica Hungarica
Vol. 5, số 3, 2008
- 117 Ý nghĩa môi trường của
Bioindicators trong xử lý nước thải
Judit Németh-Katona

Viện Bảo vệ Môi trường, Rejtő Sándor Khoa Công nghiệp nhẹ và
Bảo vệ môi trường Cơ khí, Viện Công nghệ Bách khoa Budapest
Doberdó út 6, H-1034 Budapest, Hungary.
e-mail: katona.judit @ rkk.bmf.hu
Tóm tắt: Bài trình bày về tầm quan trọng của bioindicators liên quan đến
bảo vệ môi trường trong quá trình làm sạch nước thải. Sự tồn tại của một hoặc
sinh vật đa bào cho thấy sự hiện diện, điều kiện hoặc vắng mặt của một số phần của
quá trình làm sạch nước. Bằng cách này, hoạt động tối ưu của các thiết bị tinh chế có
thể
kiểm tra liên tục và kiểm soát một cách thân thiện với môi trường.
Từ khóa: chất lượng môi trường, xử lý nước thải, bioindicators, polisaprobic
nước thải, nước thải mesosaprobic nước, oligosaprobic nước thải
1 - Tổng cấp nước của trái đất
Cuộc sống là phụ thuộc vào nước: một hợp chất không thể thiếu cho tất cả các sinh
vật sống. Nó
cung cấp các phương tiện, chất hoà tan, và đại lý phản ứng cho nội bào
sinh hóa quy trình. Đây là một trong các bộ điều khiển nhiệt độ quan trọng của các
sinh quyển.
Các nguồn cung cấp nước của trái đất là khoảng 1340 triệu km khối nhưng
ít hơn 3% (36.800.000 km khối) nước ngọt, và tỷ lệ
bề mặt nước biển, hồ, suối, sông, và nước ngầm là thậm chí ít hơn, chỉ có 0,64%, hoặc
8,3 triệu khối km.
Dân số của Trái đất hiện nay là 6,1 tỷ USD (Mỹ), (6,1 tỷ GB).
Dựa trên xu hướng hiện tại, con số này đang tăng 70-90 triệu USD mỗi năm.
Một trong những thách thức toàn cầu về môi trường cấp bách nhất, do thâm canh
tăng dân số, thiếu nước ngọt đủ. Bùng nổ dân số, tuy nhiên,
không chỉ đơn thuần là một vấn đề tiêu thụ (5500 km khối hàng năm). Số lượng
nước thải hoặc nước thải sản xuất bởi dân số cũng đang tăng lên trực tiếp
tương ứng với tỷ lệ tăng trưởng dân số. Do đó, tình trạng ô nhiễm nguồn cung cấp
nước,

giả định trước đây là năng lực vô hạn, đã được tăng lên đáng kể trong


ba thập kỷ qua, do đó xử lý nước thải đã trở thành một cấp bách nhất và
ngay lập tức vấn đề hiện nay.
Trang 2

J. Németh-Katona
Ý nghĩa môi trường của Bioindicators trong xử lý nước thải
- 118 Có hai lựa chọn cho việc xử lý cuối cùng của nước thải. Nó có thể là
nhập vào trong vùng nước tự nhiên, hoặc trong lòng đất, do đó trở về chu kỳ tự
nhiên. Các
, tuy nhiên, khả năng tự làm sạch của các vùng nước tự nhiên và mặt đất không
còn có thể xử lý các số không ngừng gia tăng của vật chất hữu cơ, và
họ có hoàn toàn không có sức đề kháng với các chất độc.
Theo gương tự thanh lọc trong các vùng nước tự nhiên, công nghệ sinh học
thủ tục đã được sử dụng trong xử lý nước thải ngày càng rộng rãi, cả hai
thủ tục làm rõ nước, và trong các vấn đề liên quan đến chất lượng nước
tuyển.
2 - Chất lượng Môi trường
Về cơ bản, có hai cách tiếp cận để kiểm tra và xác định chất lượng nước, và
trong một ý nghĩa rộng hơn, chất lượng môi trường.
Một cách tiếp cận trình độ dựa trên các chỉ số sử dụng cuối cùng (ví dụ như
thông số của uống, công nghiệp, thủy lợi, và nước thải), và diễn giải
dữ liệu theo các tiêu chuẩn thích hợp. Cách tiếp cận này không phải là khá tác
vì sự đơn giản của nó. Rõ ràng, bất kỳ thực thể trong môi trường có
"Chất lượng" không chỉ khi nó được sử dụng cho mục đích nào đó. Điều này là để gây
nhầm lẫn với chất lượng
các khái niệm về thiết thực đầy đủ, hữu ích.
Các phương pháp khác xác định chất lượng môi trường như toàn bộ các thuộc tính.

Điều này có nghĩa là chất lượng môi trường không được xác định dựa trên một
đặc trưng, và nó không phải đơn ra một biến, ví dụ như nhiệt độ,
điều kiện ánh sáng, nội dung phốt pho, vv
Nước là một yếu tố môi trường có thể được định nghĩa là tổng của thủy văn,
vật lý, hóa học, và các đặc điểm sinh học. Một số yếu tố được xem xét
là: các thuộc tính của dòng chảy, nhiệt độ và suốt của nước, miễn phí của nó
oxy nội dung, thành phần ion của nó, sự phong phú của nó trong chất hữu cơ khác
nhau và
sinh vật sống, và các yếu tố khác nhau.
Nếu một người muốn xác định chất lượng thực tế của một phần tử môi trường, một
trong những
không thể được giới hạn trong việc kiểm tra các thuộc tính của các thành phần có liên
quan


riêng biệt. "Mối nối" chất lượng của bất kỳ hệ thống vật chất không phải là duy nhất,
và
hơn nữa không chủ yếu, đặc trưng bởi số lượng và giá trị của các
thành phần, mà là do cấu trúc cụ thể của họ, tức là hệ thống cụ thể của
mối liên kết của các thành phần trong các lĩnh vực của hệ thống nhất định. Để
phân tích và giải thích sự phức tạp của các đặc thù cụ thể được tạo ra bởi
tương tác của các thành phần cá nhân là phức tạp hơn đáng kể và
phức tạp hơn hơn để nghiên cứu các đặc tính của các thành phần riêng.
Page 3

Acta Polytechnica Hungarica
Vol. 5, số 3, 2008
- 119 Sự tích lũy các chất hữu cơ trong vùng nước tự nhiên, tức là một sự thay đổi tích cực
trong
trạng thái dinh dưỡng, được gọi là hiện tượng phú dưỡng. Tình trạng dinh dưỡng được

xác định bởi hữu cơ
vấn đề nội dung của một cơ quan đặc biệt của nước. Trạng thái này được gây ra bởi cụ
thể
các thuộc tính như là các biến, ví dụ như số tiền có sẵn của phốt pho và / hoặc nitơ,
nội dung chất diệp lục, sinh khối tảo. Nó sẽ là sai lầm để giảm
nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng một thuộc tính đơn hoặc tài sản. Sự tương
tác của
yếu tố khác nhau được yêu cầu để sản xuất các trạng thái của vật chất hữu cơ tăng
nội dung, chẳng hạn như một nguồn năng lượng, các yếu tố vi mô và vĩ mô, sống
sinh vật.
Trong vùng nước của Hungary, tình trạng dinh dưỡng được giới hạn và được xác định
chủ yếu bởi
hàm lượng phospho, đôi khi bằng nitrogen, nhưng nó cũng có thể là mức độ ánh sáng
có sẵn. Do đó, giai đoạn tiếp theo của xử lý nước thải (tức là
hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí) phải hoàn thành việc phân hủy các
chất hữu cơ, sự chuyển đổi của ammonia, nitrite và nitrate, và phải
loại bỏ các lượng dư thừa phốt pho để sản xuất nước
phù hợp sẽ được hấp thụ bởi các vùng nước tự nhiên mà không gây ra hiện tượng phú
dưỡng, và
có thể được trả lại cho chu kỳ tự nhiên.
3 - Bioindicators trong xử lý nước thải
Mức độ tinh khiết của nước, các thuộc tính có liên quan hiện nay chất lượng nước có
thể
xác định một cách hiệu quả nhanh chóng, hiệu quả và chi phí bằng cách sử dụng
bioindicators


Hình 1
Cụm được hình thành do vi khuẩn (phóng đại 100 lần)
Hình 2

Ciliata (phóng đại 400 lần)
Nhiều chúng sinh khác nhau sống trong nước thải. Vi khuẩn đại diện cho hầu hết các
đông dân nhóm. Một số hình thức vi khuẩn các tập đoàn hoặc các nhóm (xem hình 1),
những người khác
nổi như tế bào riêng lẻ hoặc chủ đề trong dịch interconglomeratic. Vi khuẩn cụm
bao gồm tất cả các nhóm động vật nguyên sinh (Protozoa): flagellates (Zooflagellata),
rhizopods
(Rhizopoda), heliozoans (Heliozoa) ciliates (xem hình 2), sectarians (Suctoria).
Động vật đa bào được đại diện chủ yếu là do giun: giun tròn (Nematoidea), luân trùng
(Rotatoria), và oligochaetes (Oligochaeta). Protocysts Plantlike được đại diện
Page 4

J. Németh-Katona
Ý nghĩa môi trường của Bioindicators trong xử lý nước thải
- 120 bởi một Cyanophyta vài, Euglenophyta, Bacillariophyceae, và một số fungoids
(Protofungi). Những sinh vật sống kích thích hoạt động của vi khuẩn trong quá trình
nước làm rõ. Họ tái tạo bề mặt của các cụm vi khuẩn, họ
hỗ trợ hình thành cụm, và có ảnh hưởng tích cực hấp phụ
giải thể và tế nhị bị đình chỉ chất. Một sự gia tăng đáng kể trong
số những sinh vật này, tuy nhiên, cũng có thể là bất lợi (ví dụ như họ có thể làm cho
các cụm nới lỏng và sụp đổ), và nó phục vụ như là một cảnh báo ngay lập tức thay đổi
các hoạt động của hệ thống. Sự có mặt hay vắng mặt của các sinh vật này có thể
xác định và dự đoán nguyên nhân sản xuất hiệu quả.
3,1 Các Bioindicators trong nước xử lý nước thải Polisaprobic
Một số lượng gia tăng các vi khuẩn khác nhau, sự hiện diện của Cyanophyta,
Zooflagellata, và Ciliata, là một dấu hiệu của nước quá tải hữu cơ
vấn đề, tức là một dấu hiệu của quá trình polysaprobic và thiếu oxy. Của chúng tôi
quan sát có thể xác định nếu hàm lượng dinh dưỡng của nước thải
chất hoặc không đủ, độc hại nhập vào hệ thống. Nước như thế có cao
nồng độ chất hữu cơ, chất dinh dưỡng tỷ lệ tải vi sinh vật

giữa 0,4 và 1,5. Tải trọng cho mỗi khối lượng là quá nhiều, do đó sục khí là không
hiệu quả
với hiện oxy rất ít. Thời gian bùn hình thành là từ 0,5 và 2 ngày,
dẫn đến kém hiệu quả xử lý nước thải. Như một hệ quả về sự quá tải,
cụm nhỏ bùn được hình thành, và họ được giải quyết từ từ, với rất nhiều
vi khuẩn trôi nổi tự do trong nước.
Chỉ số vi sinh vật được coi là vòng loại nước tuyệt vời bởi vì


mặc dù tất cả họ đều kêu gọi sự chú ý đến một tình trạng quá tải hệ thống, họ chỉ ra
nguyên nhân và
nghiêm trọng của tình hình trong cách cụ thể của riêng mình.
Sự hiện diện của giun tròn vi khuẩn Thiotrix NIVEA (Xem Hình 3 và 4). Là một
dấu hiệu của giai đoạn cuối cùng, sự thối rữa cuối cùng của nước: hydrogen sulphide
chỉ thị. Trong trường hợp này, nó là cần thiết để làm sạch và làm sạch các bể hiếu
khí. Điều này
giai đoạn có thể tránh được nếu các chỉ số khác được quan tâm một cách kịp thời
theo cách.
Hình 3
Thiotrix NIVEA (phóng đại 400 lần)
Hình 4
Thiotrix cluster (phóng đại 100 lần)
Page 5

Acta Polytechnica Hungarica
Vol. 5, số 3, 2008
- 121 Sự hiện diện của giống khuẩn xoắn và Spirochaeta loài (xem hình 5) tín hiệu đầu tiên
giai đoạn thiếu hụt oxy và tăng tải. Các Sarcina và
Streptococcus phyla cho thấy một sự thay đổi đối với tình trạng quá tải, cảnh báo của
các quá trình kỵ khí,

và việc tạo ra trì trệ "vùng chết".
Hình 5
Spirochaeta (phóng đại 250 lần)
Hình 6
Beggiatoa thread (phóng đại 400 lần)
Vi khuẩn lưu huỳnh, Thiocystis, Chromatium, và Beggiatoa loài (xem hình 6)
điểm để làm rõ mức độ không đủ, sự hình thành của hydrogen sulphide, và
các giai đoạn của sự thối rữa do thiếu oxy. Một sự gia tăng đáng kể trong
số lượng các kết quả vi khuẩn trong một lớp phủ màu trắng "furlike".
Sưng và chuyển động của bùn, thường gây ra bởi sự phân hủy của
hợp chất nitơ, được chỉ định bởi sự hiện diện của Nocardia (xem hình 7),
Zooglea (xem hình 8), và Cyanophytes. Cyanophytes là ăn tự dưỡng, và
một sự gia tăng lớn trong số họ không phải là chủ yếu là một kết quả của sự tập trung
chất hữu cơ, nhưng có sự thay đổi đột ngột và cực đoan trong một số môi trường
yếu tố, chẳng hạn như một sự thay đổi trong thành phần của nước thải, sự gia tăng
nhiệt độ, tăng hàm lượng muối
Hình 7
Nocardia (phóng to 250) lần)
Hình 8


Zooglea (phóng đại 400 lần
Trùng roi động vật nguyên sinh vật chỉ báo (Oikomonas, Trigonomonas,
Trepomonas, và các loài Bodo, (xem hình 9) được tìm thấy trong nước nặng nề nạp
giàu
chất hữu cơ, đặc điểm hiển thị của cả động vật và thực vật. Họ là những điện thoại di
động và
vi khuẩn dị dưỡng, nhưng họ cũng có thể hành xử theo cách tự dưỡng
quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước. Vào lúc bắt đầu của
nước thải

quá trình xử lý, những sinh vật luôn luôn hiện diện với số lượng lớn
(Tối đa 50.000 đơn vị mỗi ml), nhưng sau đó số lượng của chúng đang giảm dần. Một
lượng lớn
tăng về số lượng của họ (tức là vài triệu đơn vị mỗi ml) trong quá trình điều trị
hoạt động cho thấy sự khởi đầu của một giai đoạn tiên tiến của các quá trình thối rữa
Trang 1

Acta Polytechnica Hungarica
Vol. 5, số 3, 2008
- 117 Ý nghĩa môi trường của
Bioindicators trong xử lý nước thải
Judit Németh-Katona
Viện Bảo vệ Môi trường, Rejtő Sándor Khoa Công nghiệp nhẹ và
Bảo vệ môi trường Cơ khí, Viện Công nghệ Bách khoa Budapest
Doberdó út 6, H-1034 Budapest, Hungary.
e-mail: katona.judit @ rkk.bmf.hu
Tóm tắt: Bài trình bày về tầm quan trọng của bioindicators liên quan đến
bảo vệ môi trường trong quá trình làm sạch nước thải. Sự tồn tại của một hoặc
sinh vật đa bào cho thấy sự hiện diện, điều kiện hoặc vắng mặt của một số phần của
quá trình làm sạch nước. Bằng cách này, hoạt động tối ưu của các thiết bị tinh chế có
thể
kiểm tra liên tục và kiểm soát một cách thân thiện với môi trường.
Từ khóa: chất lượng môi trường, xử lý nước thải, bioindicators, polisaprobic
nước thải, nước thải mesosaprobic nước, oligosaprobic nước thải
1 - Tổng cấp nước của trái đất
Cuộc sống là phụ thuộc vào nước: một hợp chất không thể thiếu cho tất cả các sinh
vật sống. Nó
cung cấp các phương tiện, chất hoà tan, và đại lý phản ứng cho nội bào
sinh hóa quy trình. Đây là một trong các bộ điều khiển nhiệt độ quan trọng của các
sinh quyển.

Các nguồn cung cấp nước của trái đất là khoảng 1340 triệu km khối nhưng
ít hơn 3% (36.800.000 km khối) nước ngọt, và tỷ lệ


bề mặt nước biển, hồ, suối, sông, và nước ngầm là thậm chí ít hơn, chỉ có 0,64%, hoặc
8,3 triệu khối km.
Dân số của Trái đất hiện nay là 6,1 tỷ USD (Mỹ), (6,1 tỷ GB).
Dựa trên xu hướng hiện tại, con số này đang tăng 70-90 triệu USD mỗi năm.
Một trong những thách thức toàn cầu về môi trường cấp bách nhất, do thâm canh
tăng dân số, thiếu nước ngọt đủ. Bùng nổ dân số, tuy nhiên,
không chỉ đơn thuần là một vấn đề tiêu thụ (5500 km khối hàng năm). Số lượng
nước thải hoặc nước thải sản xuất bởi dân số cũng đang tăng lên trực tiếp
tương ứng với tỷ lệ tăng trưởng dân số. Do đó, tình trạng ô nhiễm nguồn cung cấp
nước,
giả định trước đây là năng lực vô hạn, đã được tăng lên đáng kể trong
ba thập kỷ qua, do đó xử lý nước thải đã trở thành một cấp bách nhất và
ngay lập tức vấn đề hiện nay.
Trang 2

J. Németh-Katona
Ý nghĩa môi trường của Bioindicators trong xử lý nước thải
- 118 Có hai lựa chọn cho việc xử lý cuối cùng của nước thải. Nó có thể là
nhập vào trong vùng nước tự nhiên, hoặc trong lòng đất, do đó trở về chu kỳ tự
nhiên. Các
, tuy nhiên, khả năng tự làm sạch của các vùng nước tự nhiên và mặt đất không
còn có thể xử lý các số không ngừng gia tăng của vật chất hữu cơ, và
họ có hoàn toàn không có sức đề kháng với các chất độc.
Theo gương tự thanh lọc trong các vùng nước tự nhiên, công nghệ sinh học
thủ tục đã được sử dụng trong xử lý nước thải ngày càng rộng rãi, cả hai
thủ tục làm rõ nước, và trong các vấn đề liên quan đến chất lượng nước

tuyển.
2 - Chất lượng Môi trường
Về cơ bản, có hai cách tiếp cận để kiểm tra và xác định chất lượng nước, và
trong một ý nghĩa rộng hơn, chất lượng môi trường.
Một cách tiếp cận trình độ dựa trên các chỉ số sử dụng cuối cùng (ví dụ như
thông số của uống, công nghiệp, thủy lợi, và nước thải), và diễn giải
dữ liệu theo các tiêu chuẩn thích hợp. Cách tiếp cận này không phải là khá tác
vì sự đơn giản của nó. Rõ ràng, bất kỳ thực thể trong môi trường có
"Chất lượng" không chỉ khi nó được sử dụng cho mục đích nào đó. Điều này là để gây
nhầm lẫn với chất lượng
các khái niệm về thiết thực đầy đủ, hữu ích.
Các phương pháp khác xác định chất lượng môi trường như toàn bộ các thuộc tính.
Điều này có nghĩa là chất lượng môi trường không được xác định dựa trên một
đặc trưng, và nó không phải đơn ra một biến, ví dụ như nhiệt độ,


điều kiện ánh sáng, nội dung phốt pho, vv
Nước là một yếu tố môi trường có thể được định nghĩa là tổng của thủy văn,
vật lý, hóa học, và các đặc điểm sinh học. Một số yếu tố được xem xét
là: các thuộc tính của dòng chảy, nhiệt độ và suốt của nước, miễn phí của nó
oxy nội dung, thành phần ion của nó, sự phong phú của nó trong chất hữu cơ khác
nhau và
sinh vật sống, và các yếu tố khác nhau.
Nếu một người muốn xác định chất lượng thực tế của một phần tử môi trường, một
trong những
không thể được giới hạn trong việc kiểm tra các thuộc tính của các thành phần có liên
quan
riêng biệt. "Mối nối" chất lượng của bất kỳ hệ thống vật chất không phải là duy nhất,
và
hơn nữa không chủ yếu, đặc trưng bởi số lượng và giá trị của các

thành phần, mà là do cấu trúc cụ thể của họ, tức là hệ thống cụ thể của
mối liên kết của các thành phần trong các lĩnh vực của hệ thống nhất định. Để
phân tích và giải thích sự phức tạp của các đặc thù cụ thể được tạo ra bởi
tương tác của các thành phần cá nhân là phức tạp hơn đáng kể và
phức tạp hơn hơn để nghiên cứu các đặc tính của các thành phần riêng.
Page 3

Acta Polytechnica Hungarica
Vol. 5, số 3, 2008
- 119 Sự tích lũy các chất hữu cơ trong vùng nước tự nhiên, tức là một sự thay đổi tích cực
trong
trạng thái dinh dưỡng, được gọi là hiện tượng phú dưỡng. Tình trạng dinh dưỡng được
xác định bởi hữu cơ
vấn đề nội dung của một cơ quan đặc biệt của nước. Trạng thái này được gây ra bởi cụ
thể
các thuộc tính như là các biến, ví dụ như số tiền có sẵn của phốt pho và / hoặc nitơ,
nội dung chất diệp lục, sinh khối tảo. Nó sẽ là sai lầm để giảm
nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng một thuộc tính đơn hoặc tài sản. Sự tương
tác của
yếu tố khác nhau được yêu cầu để sản xuất các trạng thái của vật chất hữu cơ tăng
nội dung, chẳng hạn như một nguồn năng lượng, các yếu tố vi mô và vĩ mô, sống
sinh vật.
Trong vùng nước của Hungary, tình trạng dinh dưỡng được giới hạn và được xác định
chủ yếu bởi
hàm lượng phospho, đôi khi bằng nitrogen, nhưng nó cũng có thể là mức độ ánh sáng
có sẵn. Do đó, giai đoạn tiếp theo của xử lý nước thải (tức là


hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí) phải hoàn thành việc phân hủy các
chất hữu cơ, sự chuyển đổi của ammonia, nitrite và nitrate, và phải

loại bỏ các lượng dư thừa phốt pho để sản xuất nước
phù hợp sẽ được hấp thụ bởi các vùng nước tự nhiên mà không gây ra hiện tượng phú
dưỡng, và
có thể được trả lại cho chu kỳ tự nhiên.
3 - Bioindicators trong xử lý nước thải
Mức độ tinh khiết của nước, các thuộc tính có liên quan hiện nay chất lượng nước có
thể
xác định một cách hiệu quả nhanh chóng, hiệu quả và chi phí bằng cách sử dụng
bioindicators
Hình 1
Cụm được hình thành do vi khuẩn (phóng đại 100 lần)
Hình 2
Ciliata (phóng đại 400 lần)
Nhiều chúng sinh khác nhau sống trong nước thải. Vi khuẩn đại diện cho hầu hết các
đông dân nhóm. Một số hình thức vi khuẩn các tập đoàn hoặc các nhóm (xem hình 1),
những người khác
nổi như tế bào riêng lẻ hoặc chủ đề trong dịch interconglomeratic. Vi khuẩn cụm
bao gồm tất cả các nhóm động vật nguyên sinh (Protozoa): flagellates (Zooflagellata),
rhizopods
(Rhizopoda), heliozoans (Heliozoa) ciliates (xem hình 2), sectarians (Suctoria).
Động vật đa bào được đại diện chủ yếu là do giun: giun tròn (Nematoidea), luân trùng
(Rotatoria), và oligochaetes (Oligochaeta). Protocysts Plantlike được đại diện
Page 4

J. Németh-Katona
Ý nghĩa môi trường của Bioindicators trong xử lý nước thải
- 120 bởi một Cyanophyta vài, Euglenophyta, Bacillariophyceae, và một số fungoids
(Protofungi). Những sinh vật sống kích thích hoạt động của vi khuẩn trong quá trình
nước làm rõ. Họ tái tạo bề mặt của các cụm vi khuẩn, họ
hỗ trợ hình thành cụm, và có ảnh hưởng tích cực hấp phụ

giải thể và tế nhị bị đình chỉ chất. Một sự gia tăng đáng kể trong
số những sinh vật này, tuy nhiên, cũng có thể là bất lợi (ví dụ như họ có thể làm cho
các cụm nới lỏng và sụp đổ), và nó phục vụ như là một cảnh báo ngay lập tức thay đổi
các hoạt động của hệ thống. Sự có mặt hay vắng mặt của các sinh vật này có thể
xác định và dự đoán nguyên nhân sản xuất hiệu quả.
3,1 Các Bioindicators trong nước xử lý nước thải Polisaprobic
Một số lượng gia tăng các vi khuẩn khác nhau, sự hiện diện của Cyanophyta,
Zooflagellata, và Ciliata, là một dấu hiệu của nước quá tải hữu cơ


vấn đề, tức là một dấu hiệu của quá trình polysaprobic và thiếu oxy. Của chúng tôi
quan sát có thể xác định nếu hàm lượng dinh dưỡng của nước thải
chất hoặc không đủ, độc hại nhập vào hệ thống. Nước như thế có cao
nồng độ chất hữu cơ, chất dinh dưỡng tỷ lệ tải vi sinh vật
giữa 0,4 và 1,5. Tải trọng cho mỗi khối lượng là quá nhiều, do đó sục khí là không
hiệu quả
với hiện oxy rất ít. Thời gian bùn hình thành là từ 0,5 và 2 ngày,
dẫn đến kém hiệu quả xử lý nước thải. Như một hệ quả về sự quá tải,
cụm nhỏ bùn được hình thành, và họ được giải quyết từ từ, với rất nhiều
vi khuẩn trôi nổi tự do trong nước.
Chỉ số vi sinh vật được coi là vòng loại nước tuyệt vời bởi vì
mặc dù tất cả họ đều kêu gọi sự chú ý đến một tình trạng quá tải hệ thống, họ chỉ ra
nguyên nhân và
nghiêm trọng của tình hình trong cách cụ thể của riêng mình.
Sự hiện diện của giun tròn vi khuẩn Thiotrix NIVEA (Xem Hình 3 và 4). Là một
dấu hiệu của giai đoạn cuối cùng, sự thối rữa cuối cùng của nước: hydrogen sulphide
chỉ thị. Trong trường hợp này, nó là cần thiết để làm sạch và làm sạch các bể hiếu
khí. Điều này
giai đoạn có thể tránh được nếu các chỉ số khác được quan tâm một cách kịp thời
theo cách.

Hình 3
Thiotrix NIVEA (phóng đại 400 lần)
Hình 4
Thiotrix cluster (phóng đại 100 lần)
Page 5

Acta Polytechnica Hungarica
Vol. 5, số 3, 2008
- 121 Sự hiện diện của giống khuẩn xoắn và Spirochaeta loài (xem hình 5) tín hiệu đầu
tiên
giai đoạn thiếu hụt oxy và tăng tải. Các Sarcina và
Streptococcus phyla cho thấy một sự thay đổi đối với tình trạng quá tải, cảnh báo của
các quá trình kỵ khí,
và việc tạo ra trì trệ "vùng chết".
Hình 5
Spirochaeta (phóng đại 250 lần)
Hình 6
Beggiatoa thread (phóng đại 400 lần)
Vi khuẩn lưu huỳnh, Thiocystis, Chromatium, và Beggiatoa loài (xem hình 6)
điểm để làm rõ mức độ không đủ, sự hình thành của hydrogen sulphide, và


các giai đoạn của sự thối rữa do thiếu oxy. Một sự gia tăng đáng kể trong
số lượng các kết quả vi khuẩn trong một lớp phủ màu trắng "furlike".
Sưng và chuyển động của bùn, thường gây ra bởi sự phân hủy của
hợp chất nitơ, được chỉ định bởi sự hiện diện của Nocardia (xem hình 7),
Zooglea (xem hình 8), và Cyanophytes. Cyanophytes là ăn tự dưỡng, và
một sự gia tăng lớn trong số họ không phải là chủ yếu là một kết quả của sự tập trung
chất hữu cơ, nhưng có sự thay đổi đột ngột và cực đoan trong một số môi trường
yếu tố, chẳng hạn như một sự thay đổi trong thành phần của nước thải, sự gia tăng

nhiệt độ, tăng hàm lượng muối.
Hình 7
Nocardia (phóng to 250) lần)
Hình 8
Zooglea (phóng đại 400 lần)
Page 6

J. Németh-Katona
Ý nghĩa môi trường của Bioindicators trong xử lý nước thải
- 122 Trùng roi động vật nguyên sinh vật chỉ báo (Oikomonas, Trigonomonas,
Trepomonas, và các loài Bodo, (xem hình 9) được tìm thấy trong nước nặng nề nạp
giàu
chất hữu cơ, đặc điểm hiển thị của cả động vật và thực vật. Họ là những điện thoại di
động và
vi khuẩn dị dưỡng, nhưng họ cũng có thể hành xử theo cách tự dưỡng
quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng hòa tan trong nước. Vào lúc bắt đầu của
nước thải
quá trình xử lý, những sinh vật luôn luôn hiện diện với số lượng lớn
(Tối đa 50.000 đơn vị mỗi ml), nhưng sau đó số lượng của chúng đang giảm dần. Một
lượng lớn
tăng về số lượng của họ (tức là vài triệu đơn vị mỗi ml) trong quá trình điều trị
hoạt động cho thấy sự khởi đầu của một giai đoạn tiên tiến của các quá trình thối rữa.
Bên cạnh vi khuẩn và đánh bằng roi nguyên sinh động vật, các sinh vật chỉ số quan
trọng nhất
được ciliate động vật nguyên sinh. Hầu hết trong số họ có một cytostome, hạt nhân
hai, và một hoặc hai
không bào co bóp, tất cả đều là những nhân vật quan trọng phân biệt.
Trophologically hầu hết trong số đó là vi khuẩn nhưng một số được ăn thịt. Các
sự vắng mặt của những sinh vật này cho thấy sự hiện diện của các chất độc hại, chẳng
hạn như

phenol, cyanids và kim loại nặng. Sự hiện diện của những sinh vật này chỉ ra
thiếu oxy, quá tải hệ thống, và sự thối rữa. Ciliates phổ biến nhất trong


polysaprobic nước paramecium và Vorticella loài (xem hình 10).
3.2 Các Bioindicators trong nước xử lý nước thải Mezosaprobic
Trong nước thải mezosaprobic tải chất hữu cơ trung bình, chất dinh dưỡng để
vi sinh vật tỷ lệ là 50% ít hơn trong nước polysaprobic hữu cơ
vấn đề nội dung là cao. Bùn thải được hình thành trong 3,5 đến 7 ngày, cụm lớn
hình thành và giải quyết một cách dễ dàng, và các vi khuẩn thả nổi tự do rất ít. Oxy tự
do
nội dung là 4 đến 6 mg mỗi lít, có nghĩa là thông khí đầy đủ. Điều kiện tối ưu
được chỉ định bởi sự hiện diện của một số sinh vật đơn bào ciliate: Chilodonella (xem
hình.
11), Litonotus (Hình 12), và Aspidisca loài. Chúng báo hiệu quá trình
nitrat hóa, giảm mức độ ammonia và thuận lợi hiếu khí (tức là liên quan đến
lượng oxy) điều kiện
Hình 11
Chilodonella (phóng đại 400 lần)
Hình 12
Litonotus sp. (Phóng đại 250 lần)
3.3 Các Bioindicators trong nước xử lý nước thải Oligosaprobic
Oligosaprobic nước nghèo dinh dưỡng, và sự phân hủy các chất hữu cơ
là ở mức thấp. Nó có thể được đặc trưng bởi thông khí quá mức, và các cụm
nổi trong nước nhỏ và cấu trúc lỏng lẻo. Tình trạng này được chỉ định
chủ yếu bởi các sợi vi khuẩn Microthrix parvicella (Xem hình 13). Điều này
vi khuẩn thường xảy ra trong những tháng mùa đông, và có thể trở thành một thống trị
sinh vật. Epistilis ciliate nguyên sinh động vật (xem hình 14) có mặt với số lượng lớn
khi hiệu quả xử lý nước thải là trên 65%
Hình 13

Microthrix thread và Vorticella sp (phóng to
150 lần)
Hình 14
Epistilis sp. (Phóng đại 100 lần
3,4 Các Bioindicators trong bùn nước thải ổn định
Bùn cặn của nước thải ổn định (tuổi) được chỉ định bởi sự hiện diện của sinh vật đa
bào
sinh vật kể từ khi họ cần thêm thời gian để sinh sản hơn so với các protocysts
protozoic
và vi khuẩn. Các chỉ số đặc trưng nhất là tubifex tubifex
Ý nghĩa môi trường của Bioindicators trong xử lý nước thải
- 124 giun tròn (xem hình 15), và nhóm luân trùng (Rotatoria) (xem hình 16). Do
lọc phương pháp của họ cho ăn chúng làm giảm số lượng vi khuẩn bên ngoài
cụm, họ nới lỏng các cấu trúc của các cụm như vậy, các vi khuẩn bên trong


cụm có quyền truy cập vào nhiều oxy hơn.
Hình 15
Nematoda sp. (Phóng đại 250 lần)
Hình 16
Rotatoria (phóng đại 150 lần)
Kết luận:
Bioindicators cho thấy sự hiện diện và tình trạng của các giai đoạn khác nhau của
nước thải
điều trị, cũng cho thấy sự vắng mặt hay mức độ quá mức của một thực thể. Quan sát
bioindicators, chất lượng nước và điều kiện và hoạt động của
thiết bị xử lý có thể được liên tục kiểm tra và kiểm soát chi phí
cách hiệu quả. Do đó, nghiên cứu của bioindicators là hoàn toàn chính đáng.