Детальная информация

Данная работа посвящена проведению мониторинга водных объектов и решению их проблем. Объектом исследования являются водные объекты ЛО и СПб, микропластик, высшая водная растительность (ВВР). Предметом исследования являются методы очистки воды от загрязнения частицами микропластика и утилизации высшей водной растительностью. Цель выпускной квалификационной работы – провести экологический мониторинг водных объектов на содержание микропластика и наличие ВВР, и предложить методы извлечения МП и утилизации ВВР. Задачи, которые выполнены в ходе работы: 1. Анализ литературного обзора водных экологических проблем. 2. Изучение и анализ проблем зарастания водных объектов высшей водной растительностью (макрофитов) и загрязнения природных вод микропластиком. 3. Изучение существующих методов по утилизации макрофитов и очистки природных вод от загрязнения микропластиком. 4. Проведение экологического мониторинга, отбор проб воды и сбор высших водных растений. 5. Обработка и анализ проб воды, исследование содержания частиц микропластика. 6. Постановка и проведение эксперимента по анаэробному сбраживанию высших водных растений. 7. Постановка и проведение эксперимента по удалению частиц микропластика в природных водах г. Санкт-Петербурга и ЛО с помощью микроводорослей Chlorella kessleri. 8. Рекомендации по предотвращению загрязнения микропластиком природных вод и утилизации высшей водной растительности. В результате работы были проанализированы водные экологические проблемы, рассмотрены основные существующие технологии по удалению частиц микропластика и высших водных растений из водных объектов. Методом микроскопирования были выявлены частицы микропластика размером от 70 мкм до 165 мкм различных форм и цветов. Проведено исследование по удалению частиц микропластика в природных водах г. Санкт-Петербурга и ЛО с помощью микроводорослей Chlorella kessleri. Полученные в работе результаты свидетельствуют о наличии процесса гетероагрегации штаммом одноклеточной микроводоросли C. kessleri с частицами микропластика. Применение микроводорослей для удаления частиц показало, что при данном способе происходил процесс образования гетероагрегации, и одновременно с этим процессом наблюдалось ингибирование роста микроводорослей. Проведен эксперимент по анаэробному сбраживанию высших водных растений с целью получения биогаза.  Установлено, что максимальный объем метана был зафиксирован в биореакторе №4 на 44 сутки от начала эксперимента VОБМ = 56% при следующем соотношении: биомасса высших водных растений (75%) и инокулянт (25%). Для достижения данных результатов в работе были использованы следующие информационные технологии: Политех электронная библиотека (elib.spbstu.ru), научная электронная библиотека (www.elibrary.ru), Microsoft Word, Microsoft PowerPoint, Яндекс Карты, единая библиографическая и реферативная база данных рецензируемой научной литературы Scopus, поисковая интернет-система Яндекс.

This work is devoted to monitoring water bodies and solving their problems. The object of the study is the water bodies of LO and St. Petersburg, microplastics, higher aquatic vegetation (HAV). The subject of the study is the methods of water purification from contamination by microplastic particles and utilization by higher aquatic vegetation. The purpose of the final qualification work is to conduct environmental monitoring of water bodies for the content of microplastics and the presence of HAV, and to propose methods for the extraction of MP and disposal of HAV. Tasks that are completed during the work: 1. Analysis of the literature review of water environmental problems. 2. Study and analysis of the problems of overgrowth of water bodies with higher aquatic vegetation (macrophytes) and pollution of natural waters with microplastics. 3. Study of existing methods for the utilization of macrophytes and purification of natural waters from microplastic pollution. 4. Environmental monitoring, water sampling and collection of higher aquatic plants. 5. Processing and analysis of water samples, investigation of the content of microplastic particles. 6. Setting up and conducting an experiment on anaerobic digestion of higher aquatic plants. 7. Setting up and conducting an experiment to remove microplastic particles in the natural waters of St. Petersburg and the Leningrad region using microalgae Chlorella kessleri. 8. Recommendations for the prevention of microplastic pollution of natural waters and utilization of higher aquatic vegetation. As a result of the work, water environmental problems were analyzed, the main existing technologies for removing microplastic particles and higher aquatic plants from water bodies were considered. Microscopy revealed microplastic particles ranging in size from 70 microns to 165 microns in various shapes and colors. A study was conducted on the removal of microplastic particles in the natural waters of St. Petersburg and Leningrad region using microalgae Chlorella kessleri. The results obtained in this work indicate the presence of a process of heteroaggregation by a strain of unicellular microalgae C. kessleri with microplastic particles. The use of microalgae to remove particles showed that with this method, the process of formation of heteroaggregation took place, and simultaneously with this process, inhibition of microalgae growth was observed. An experiment was conducted on anaerobic digestion of higher aquatic plants in order to obtain biogas. It was found that the maximum volume of methane was recorded in bioreactor No. 4 on day 44 from the beginning of the experiment, VOBM = 56% with the following ratio: biomass of higher aquatic plants (75%) and inoculant (25%). To achieve these results, the following information technologies were used in the work: Polytechnic Electronic Library (elib.spbstu.ru), scientific electronic library (www.elibrary.ru), Microsoft Word, Microsoft PowerPoint, Yandex Maps, the unified bibliographic and abstract database of peer-reviewed scientific literature Scopus, the Yandex Internet search engine.