Часть 1. Сказ о том как зоопланктон помогал хлорелле озера очищать.
В статье "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме" на сайте производителя суспензии Хлорелла Вульгарис для очистки водоемов, компании Альготек https://algotec.ru/principle сказано: "За несколько дней хлорелла становится доминирующей микроводорослью в поверхностном слое воды, насыщая его кислородом и удаляя из него излишки углекислого газа, различные органические и неорганические загрязнения. При этом хлорелла предотвращает процесс гниения органических соединений, тем самым снижая количество патогенной микрофлоры. Поскольку сама хлорелла и ее метаболиты (выделяемые в процессе жизнедеятельности вещества) являются наилучшим кормом для зоопланктона (рачков, дафний и других полезных микроорганизмов, являющихся кормом для рыб), то численность зоопланктона в водоеме увеличивается в разы, а численность хлореллы в какой-то момент начинает регулироваться естественным путем - цветение водоема при переизбытке микроводоросли хлорелла в принципе невозможно."
Мне показалось, что авторы статьи тактично обходят стороной два вопроса: о метаболизме хлореллы и о дальнейшей судьбе усваиваемых хлореллой питательных элементов азота и фосфора. Из текста статьи получается, что по представлениям Альготек путь питательных элементов в водоеме заканчивается поеданием хлореллы зоопланктоном: "Поскольку сама хлорелла и ее метаболиты (выделяемые в процессе жизнедеятельности вещества) являются наилучшим кормом для зоопланктона (рачков, дафний и других полезных микроорганизмов, являющихся кормом для рыб), то численность зоопланктона в водоеме увеличивается в разы, а численность хлореллы в какой-то момент начинает регулироваться естественным путем - цветение водоема при переизбытке микроводоросли хлорелла в принципе невозможно. В зимний период, когда хлорелла не может активно размножаться (из-за низкой температуры воды и/или отсутствия достаточного количества света подо льдом), она практически полностью съедается зоопланктоном."
Зоопланктон - водные животные, которые не могут противостоять течениям и пассивно переносятся вместе с водными массами. В большинстве водоёмов самая многочисленная группа зоопланктона - мелкие ракообразные. Фотосинтетический метаболизм зеленой одноклеточной микроводоросли Хлорелла Вульгарис предусматривает усвоение микроводорослью из воды питательных элементов азота (N) и фосфора (P) и строительство из этих элементов белка клетки. Содержание белка в Хлорелла Вульгарис составляет до 50%. Для сравнения , белка в пшенице - 12%. C белком хлореллы, после его поедания зоопланктоном происходит то же самое, что с хлебом в желудочно кишечном тракте человека: разрушение белка и освобождение питательных элементов азота и фосфора из пищеварительного тракта в окружающую среду. Мне кажется, что авторы "метода альголизации" отводят зоопланктону роль космической черной дыры, бесследно аннигилирующей хлореллу вместе c усвоенными ею из воды органическими и биогенными загрязнителями.
Исследование, в научном рецензируемом журнале "Лимнология и Океанография" "Освобождение и круговорот питательных элементов между планктонными микроводорослями и растительноядными" Limnology and Oceanography Volume 25, Issue 4 p. 620-632 Release and cycling of nutrients between planktonic algae and herbivores1 John T. Lehman First published: July 1980 https://doi.org/10.4319/lo.1980.25.4.0620 Citations: 218: "Освобожденные питательные элементы стремительно улавливаются микроводорослями и существенно помогают темпам роста клеток The recycled nutrients are rapidly sequestered by the algae and contribute substantially to growth rates of the cells.", также "Быстрый обмен питательными веществами между зоопланктоном и микроводорослями cоздает благоприятные условия для первичной продукции и деления клеток в периоды когда аллохтонные поступления и запасы растворенных веществ не могут поддерживать популяцию даже в течение одних суток.", также "Это означает, что коловратки и протозои например, могут освобождать в сутки >35-60% собственного содержания фосфора P - измерения делались для вида D.pulex. Rigler (1973) и Peters и Rigler (1973) ccылались на исследования в которых говорится о освобождении массы фосфора порядка 0.3-0.9 от веса тела зоопланктона. Даже по консервативной оценке 0.3, коловратка, вес тела которой составляет 0.2 μ g , может освобождать количество фосфора P, эквивалентное двойному содержанию фосфора в ее собственном теле каждые сутки."
Научное исследование "Эффекты круговорота питательных элементов Зоопланктоном и Рыбой в сообществах Фитопланктона" Effect of Nutrient Recycling by Zooplankton and Fish on Phytoplankton Communities October 1999Oecologia 121(1):47-54 DOI:10.1007/s004420050906 Authors:José Luiz Attayde Universidade Federal do Rio Grande do Norte Lars-Anders Hansson https://www.researchgate.net/publication/225461322_Ef..: "Измерение количества освобождаемых питательных элементов представляет трудную задачу поскольку питательные элементы освобождаются в высоко биоактивных формах, настолько, что чрезвычайно стремительно усваиваются микроводорослями и бактериями, занижая измеряемые количества.", также "В озерах круговорот питательных веществ зоопланктоном и рыбой признан важным источником питательных элементов для роста фитопланктона (Lehman 1980; Lehman и Sandgren 1985; Sterner 1986, 1989; Rein ertsen et al. 1986, 1990; Elser et al. 1988; Brabrand et al. 1990; Vanni и Findlay 1990; Carpenter et al. 1992; Kraft 1992, 1993; Schindler 1992; Schindler et al. 1993; Persson
1997).", также "В среднем, Дафния и плотва освобождали питательные вещества с примерно одинаковым соотношением содержания азота к фосфору N:P, хотя соотношения освобождаемые Дафнией были более вариативными чем у рыбы, вероятно в результате большего дисбаланса в диете Дафний, чем в диете рыбы. Мы таким образом ожидали, что эффекты питательных веществ освобождаемых Дафнией и рыбой на структуру сообщества фитопланктона будут очень схожими. Однако, результаты второго эксперимента показали, что Дафния и плотва могут оказывать значительно разное влияние на структуру сообщества фитопланктона путем круговорота питательных элементов. Главное различие между Дафнией и плотвой заключалось в том, что круговорот питательных элементов плотвой поддерживал вдвое больше видов фитопланктона чем Дафнией. Это вероятно имело место потому, что освобождаемые плотвой питательные элементы находятся в более биодоступных формах, чем у Дафнии. Более того, cоотношение азота к фосфору N:P в фекалиях рыб всегда было близким к оптимальному для роста фитопланктона. Таким образом, рыба могла понизить лимитирование питательных веществ и конкуренцию водорослей за питательные вещества, и , в результате, более разнообразное видовое сообщество фитопланктона развивалось на питательных элементах, освобожденных рыбой, чем на питательных элементах, освобожденных Дафнией.",- и какой из этого вывод ? необходимо убрать из водоема рыб и вселить туда побольше дафний ? Точно ! : "Улучшение качества воды в умеренно эвтрофированных озерах может быть достигнуто сокращением биомассы планктонноядной рыбы, но вопрос о том в какой степени таким улучшением качества воды мы обязаны повышению cкорости выедания зоопланктоном или изменениям в соотношениях питательных элементов и их количествах возвращаемых фитопланктону остается дискуссионным (Sterner et al. 1992)" .- также : "В заключение, существенный эффект, который зоопланктон и рыба оказывали на фитопланктон в нашем эксперименте, поддерживает взгляд о том, что круговорот питательных элементов этими потребителями может быть важен для структуры сообщества фитопланктона и его динамики и может отвечать за некоторые иерархические эффекты в пелагических пищевых сетях."
Из диссертации "Регенерация питательных веществ сообществом зоопланктона в глубоко насыщенном хлорофиллом слое озера Верхнее" Nutrient regeneration by zooplankton community in the deep chlorophyll layer of Lake Superior A thesis of the University of Minnesota by Samantha Kay Oliver https://conservancy.umn.edu/bitstream/handle/11299/14..
: "Регенерация зоопланктоном питательных веществ в глубоко насыщенном хлорофиллом слое обеспечивает 100% потребности микроводорослей в питательных веществах в этом слое."
Научное исследование "Зоопланктон подпитывает опасное цветение воды ? Понимание круговорота питательных веществ через зоопланктон в озере Эри" Do Zooplankton Fuel Harmful Algal Blooms?: Understanding Zooplankton-Mediated Nutrient Recycling in Lake Erie Lyndsie Collis, a 2019-2020 CIGLR Graduate Research Fellow and PhD student at Ohio State University, is working with Dr. James Hood (advisor, OSU), Dr. Henry Vanderploeg (co-advisor, NOAA-GLERL), and Dr. Hunter Carrick (Central Michigan University) to quantify zooplankton-mediated nutrient recycling in western Lake Erie and understand its contribution toward HAB timing, duration, and toxicity https://ciglr.seas.umich.edu/spring-2020-e-newsletter..: " Когда фосфор попадает в западное озеро Эри то остается неясным куда он "пойдет" в рамках бассейна, прежде, чем станет питанием для опасного микроводорослевого цветения воды поздним летом ", говорит Коллис,"предыдущие исследования показали что питательные вещества запасаются и потом освобождаются через различные резервуары или "пулы", включая донные отложения, моллюски, зоопланктон и рыбу. Однако, относительная важность каждого из этих пулов как источника питательных элементов не очень хорошо понята. Зоопланктон это микроскопические организмы живущие в водяном столбе. Он выделяют питательные элементы из пищеварительного тракта своего тела и могут быть конкретно важным, хотя не измеренным, источником питательных элементов, питающих рост опасного микроводорослевого цветения воды. Наши предварительные результаты показывают, что различные виды зоопланктона не сильно отличаются по темпам освобождения питательных веществ, однако мы видим, что темпы освобождения питательных элементов меняются в течение сезона, что может быть важным для роста и поддержания опасного микроводорослевого цветения воды в течение лета."
Альголизация - проверка наукой., изображение No1
Альголизация - проверка наукой., изображение No2
Хлорелла "поедает" азот и фосфор, зоопланктон поедает хлореллу и возвращает азот и фосфор в воду в высоко биоактивных, биодоступных для водорослей формах. И сама хлорелла и поевший хлореллу зоопланктон являются кормовой базой для рыбы, поэтому их путь заканчивается в желудке рыбы.
Научное исследование в научном журнале "Гидробиология "Cодержание питательных элементов и освобождение питательных элементов из корма и фекалий" The nutrient content and the release of nutrients from fish food and faeces Hydrobiologia 357: 165-171, 1997. 165 c 1997 Kluwer Academic Publishers. Printed in Belgium.Golam Kibria1, Dayanthi Nugegoda1, Robert Fairclough2 & Paul Lam3 Department of Environmental Management, Victoria University of Technology, P.O. Box 14428, MCMC, Melbourne 8001, Australia Department of Food Technology, Victoria University of Technology, Australia Chemistry and Biology Department, City University of Hong Kong, Kowloon, Hong Kong Received 15 January 1997; in revised form 29 July 1997; accepted 9 September 1997https://www.academia.edu/14035211/The_nutrient_content_and_th.. : "Было стремительное и моментальное освобождение фосфора из фекалий в течение нескольких первых суток и позже рост бактерий стал тормозить освобождение фосфатов. Наши результаты согласуются с Pettersson (1988), который также наблюдал стремительное освобождеение фосфатов из корма в течение первых нескольких суток, а затем, рост бактерий понизил концентрацию фосфатов. Освобождение из фекалий аммония происходило медленно. Эти эксперименты демонстрируют, что освобождение питательных элементов из фекалий может быть мгновенным и таким образом обогащение среды питательными элементами происходит почти мгновенно. Makinen et al. (1988) и Phillips et al. (1993) утверждали, что эффективное и быстрое удаление твердых отходов незаменимо если необходим контроль фосфатной нагрузки на среду."
Статья "К вопросу об альголизации водоемов" (C) 2013 г. Е.А. Бутакова, Т.Е. Павлюк, О.С. Ушакова, А.Н. Попов, О.В. Тютков ФГУП "Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов", г. Екатеринбург Ключевые слова: альголизация, хлорелла, "цветение" водоемов. УДК 574.5 https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-ob-algolizatsii-vodoemov?ysclid=luqucnpl3d17136739 : "Необходимо также отметить, что высокая биомасса хлореллы либо отмирающая, либо прошедшая через желудочно-кишечный тракт потребляющих ее организмов, может служить мощным источником вторичного загрязнения, в частности, биогенными веществами (в основном соединениями азота), что в дальнейшем в условиях водоема может спровоцировать развитие синезеленых водорослей"
В рекламе "метода альголизации" нам показывают только первую часть процесса - усвоение хлореллой из воды питательных элементов азота и фосфора. Хлорелла очищает воду и поедается зоопланктоном, которому альголизаторами отводится роль космической черной дыры аннигилирующей материю. О том, что хлорелла очень скоро покидает пищеварительный тракт зоопланктона и рыбы в виде высоко биоактивных форм азота и фосфора, почему то предлагается не думать.
Часть 2. Кто кого ?
Реклама "метода альголизации" водоемов штаммом зеленой одноклеточной водоросли Хлорелла Вульгарис в России подчеркивает, что зеленая одноклеточная водоросль Хлорелла Вульгарис подавляет развитие в водоеме сине-зеленых водорослей: "Учёными было обнаружено, что хлорелла оказывает лизирующее (разрушающее) и ингибирующее (подавляющее) действие на сине-зелёные водоросли. " https://www.rosenergoatom.ru/zhurnalistam/news/28628/, "Ключевым результатом действия хлореллы в водоеме является эффективное подавление сине-зеленых водорослей" https://algotec.ru/principle
В гидробиологии известны разные пути конкурентных отношений между водорослями: а) конкуренция за питательные элементы б) конкуренция за свет в) конкуренция за углекислоту г) выделение водорослями во внешнюю среду веществ, подавляющих (ингибируюющих) рост и разрушающих клетки водорослей, принадлежащих к другим видами. Последнее, в альгологии носит название аллелопатического эффекта. Алеллопатия - способность одних микроорганизмов выделять во внешнюю среду внеклеточные вещества, подавляющие (или, наоборот, стимулирующие) развитие других микроорганизмов. Ссылаюсь на научную статью "Аллелопатия* микроводорослей" Algal Allelopathy Inderjit and K. M. M. Dakshini Botanical Review Vol. 60, No. 2 (Apr. - Jun., 1994), pp. 182-196 (15 pages)
Published By: Springer https://www.jstor.org/stable/4354227 https ://www.jstor.org/stable/4354227/, где в частности сказано: "Аллелопатия микроводорослей это многостороннее сложное экологическое/физиологическое явление. Химические вещества выделяемые микроводорослями могут воздействовать на (1) другие микроводоросли поблизости (2) на свой собственный рост (аутотоксичность) (3) на ассоциированные с микроводорослями микробы (4) на высшие растения (5) на накопление и доступность ионов питательных веществ, которые в свою очередь воздействуют на распределение, рост, и укрепление других микроводорослей, микроорганизмов и растений."
Поиск научных статей, исследований по словосочетанию "аллелопатическая активность Хлореллы Вульгарис в отношении сине-зеленых водорослей" не дал никаких результатов. Зато в поиске оказалось много научных исследований, подтверждающих, аллелопатическое действие сине-зеленых водорослей против Хлорелла Вульгарис.
Научное исследование "Влияние сине-зеленых водорослей Microcystis aeruginosa на морфологию зеленой водоросли Chlorella vulgaris" опубликована в научном рецензируемом журнале "Международный вестник лимнологии", выпуск 55 , 2019 год, Effects of toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa on the morphology of green alga Chlorella vulgaris Ann. Limnol. - Int. J. Lim.Volume 55, 2019 Article Number 7 Number of page(s) 9 DOI https://doi.org/10.1051/limn/2019006 Published online 19 April 2019 https ://www.limnology-journal.org/articles/limn/abs/2019/01/limn180029/limn180029.html : "В лабораторных условиях, специально собранный фильтрат сине-зеленой водоросли Microcystis aeruginosa существенно подавляет рост зеленой водоросли Chlorella vulgaris. В полевых условиях, полагают ученые, постоянное выделение сине-зелеными водорослями Microcystic aeruginosa аллелохимикатов, будет постоянно подавлять рост зеленой водоросли Хлорелла Вульгарис, так как вызванные этими веществами морфологические изменения в хлорелле будут критическими."
Научное исследование "Аллелопатическое влияние сине-зеленой микроводоросли Microcystic aeruginosa на зеленую водоросль Сhlorella Vulgaris " Allelopathic Influence of Cyanobacteria Microcystis aeruginosa on Green Algae Chlorella vulgaris January 2014GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences 14:141-150 DOI:10.1007/978-3-319-03683-0_10 ISBN: 978-3-319-03682-3 https://www.researchgate.net/publication/267032508_Allelopathic_Influence_of_Cyanobacteria_Microcystis_aeruginosa_on_Green_Algae_Chlorella_vulgaris , в котором сказано следующее: "Цель настоящей работы исследовать аллелопатическое влияние сине-зеленой микроводоросли Microcystic aeruginosa на зеленые водоросли Chlorella Vulgaris. Оба вида встречаются в Балтийском море, более того Microcystis aeruginosa вызывает местами токсичные вспышки "цветения" воды в прибрежных зонах. . Cтерильные монокультуры сине-зеленых водорослей были культивированы в колбах на жидкой среде. Через тридцать суток очищенные от клеток выделения сине -зеленых водорослей были отобраны фильтрованием и добавлены в культуру Хлорелла Вульгарис. Влияние полученного внеклеточного секрета на рост зеленой микроводоросли исследовлось на третьи и на седьмые сутки. В другом эксперименте исследовалось влияние живых клеток сине-зеленых микроводорослей на рост клеток зеленых водорослей (кокультивирование). В обоих экспериментах сине-зеленая микроводоросль Microcystic aeruginosa продемонстрировала аллелопатический эффект по отношению к клеткам зеленой микроводоросли."
Исследование "Аллелопатическая активность сине-зеленых водорослей в отношении зеленых водорослей при низкой плотности клеток"Allelopathic activity of cyanobacteria on green microalgae at low cell densities Pedro N. Leão , M. Teresa S.D. Vasconcelos
& Vítor M. Vasconcelos Pages 347-355 | Received 29 Jul 2008, Accepted 07 Nov 2008, Published online: 19 Aug 2009 https://doi.org/10.1080/09670260802652156 https ://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/09670260802652156, в котором сказано: "Мы обнаружили, что внеклеточные выделения микроводоросли Cylindrospermopsis raciborskii сначала усиливали а затем значительно подавляли рост микроводоросли A. falcatus, а также, что вещества выделяемые сине-зеленой микроводорослью Oscillatoria sp. сильнейшим образом подавляли зеленую микроводоросль Chlorella Vulgaris. После удаления выделений, иикроводоросли начинали расти нормальными темпами."
Исследование "Аллелопатическая активность сине-зеленых микроводорослей и зеленых микроводорослей в пресных источниках Флориды" Allelopathic activity among Cyanobacteria and microalgae isolated from Florida freshwater habitats FEMS Microbiol Ecol. 2008 Apr;64(1):55-64. doi: 10.1111/j.1574- 6941.2008.00439.x. Epub 2008 Feb 7.Miroslav Gantar 1 , John P Berry, Serge Thomas, Minglei Wang, Roberto Perez, Kathleen S Rein Affiliations PMID: 18266743 PMCID: PMC2576510 DOI: 10.1111/j.1574-6941.2008.00439.x https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18266743/ сообщает, что: "Все штаммы cине-зеленых водорослей и четыре из шести изолятой зеленых водорослей показали некоторую аллелопатическую активность (т.е. подавление или стимулирование роста других штаммов). Из них, наиболее выраженная аллелопатическая активность обнаружена у изолята сине-зеленых водорослей Fischerella sp. strain 52-1. При совместной культивации эта сине-зеленая микроводоросль подавила рост всех протестированных штаммов зеленых водорослей и сине-зеленых водорослей"
Научное исследование "Aphanizomenon flos-aquae выращенная при различных концентрациях питательных элементов и эффекты внеклеточных выделений на рост двух видов зеленых микроводорослей "Aphanizomenon flos-aquae GROWN UNDER DIFFERENT NUTRIENT CONCENTRATIONS AND THE EFFECTS OF ITS EXUDATES ON GROWTH OF TWO GREEN ALGAE Daniela R. de Figueiredo - Ulisses M. Azeiteiro - Fernando Gonçalves - Mário J. Pereira March 2004Fresenius environmental bulletin 13(7):665-670 https://www.researchgate.net/publication/232749757_Aphanizomenon_flos-aquae_grown_under_different_nutrient_concentrations_and_the_effects_of_its_exudates_on_growth_of_two_green_algae : "Настоящее исследование показывает что один и тот же штамм Aphanizomenon flos-aquae может существенно подавлять рост зеленой микроводоросли Сhlorella Vulgaris, которая является кормовой базой для зоопланктона, в частности для ветвистоусых. Эффект подавления роста был сильнее у внеклеточных выделений сине-зеленой водоросли в условиях недостатка фосфатов."
Исследование "Аллелопатическая активность сине-зеленых микроводорослей Балтики против микроводорослей" Allelopathic activity of the Baltic cyanobacteria against microalgae October 2012Estuarine Coastal and Shelf Science 112 DOI:10.1016/j.ecss.2011.10.007 Authors: Adam Żak Krzysztof Musiewicz Agilent Alicja Kosakowska https://www.researchgate.net/publication/251545705_Allelopathic_activity_of_the_Baltic_cyanobacteria_against_microalgae:
"Целью настоящей работы является выяснить влияние клеточных и внеклеточных фильтратов сине-зеленых микроводорослей Балтики Anabaena variabilis и Nodularia spumigena на рост зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris. Мы продемонстрировали, что клетки Anabaena variabilis и Nodularia spumigena вызывали аллелопатичесекие эффекты против микроводоросли. Культуры сине-зеленых водорослей и зеленой микроводоросли были помещены на жидкую среду, при температуре +22 градуса Цельсия, при постоянном освещении. Внеклеточные фильтраты были получены центрифугированием и фильтрованием навесок культур сине-зеленых водорослей (включая культуры в экспонентной и стационарной фазах роста). Ростовые реакции свободных клеток (культивирование в замкнутой среде) и обездвиженных культур (в каплях альгината) одноклеточной зеленой микроводоросли на выделяемые сине-зелеными водорослями аллелохимикаты были протестированы и сравнены. В этом эксперименте Anabaena variabilis подавила рост микроводоросли по сравнению с контролем. Nodularia spumigena стимулировала рост Chlorella vulgaris в большинстве случаев, хотя наблюдались как положительные так и отрицательные примеры."
Научное исследование "Аллелопатические эффекты сине-зеленой водоросли Nodularia spumigena на зеленые микроводоросли Chlorella vulgaris и Oocystis submarina" Allelopathic effects of the cyanobacteria Nodularia spumigena on green algae Chlorella vulgaris and Oocystis submarina Sylwia Œliwiñska ([email protected]), Adam Lata³a Department of Marine Ecosystems Functioning, Institute of Oceanography, University of Gdañsk, Av. Pi³sudskiego 46, 81-378 Gdynia, Poland ICES CM 2011/C:15 https://www.ices.dk/sites/pub/CM%20Doccuments/CM-2011/C/C1511.pdf : "В этой работе влияние аллелохимикатов на рост, флуорисцирование хлорофилла и кривые cвечения фотосинтеза (P-E) у различных видов зеленых водорослей: Chlorella vulgaris и Oocystis submarina было исследовано путем добавления внеклеточного фильтрата культур азотфиксирующей сине-зеленой водоросли Nodularia spumigena выращенных при различных температурных режимах (15,20, и 25 градусов Цельсия). Добавление очищенного от клеток фильтрата культур Nodularia spumigena выращенных в диапазоне положительных температур подавляло исследуемые виды. Максимальное снижение числа клеток, флуоресценции хлорофилла, и кривых P-E у анализируемых видов наблюдалось при добавлении внеклеточного фильтрата полученного от Nodularia spumigena выращенной при +25 градусах Цельсия. Эти наблюдения предподагают, что нитчатая сине-зеленая водоросль Nodularia spumigena может проявлять аллелопатическую активность и, что производство аллелопатических веществ регулируется температурой".
Исследование "Физиологические эффекты производимых вызывающими цветение воды сине-зелеными водорослями Cyanobacteria Synechococcus sp. и Nodularia Spumigena аллелохимикатов на сосуществование микроводорослей" Physiological Effects on Coexisting Microalgae of the Allelochemicals Produced by the Bloom-Forming Toxins (Basel). 2019 Dec; 11(12): 712. Published online 2019 Dec 6. doi: 10.3390/toxins11120712 PMCID: PMC6950133 PMID: 31817796Sylwia Śliwińska-Wilczewska,1,*Aldo Barreiro Felpeto,2Katarzyna Możdżeń,3Vitor Vasconcelos,2,4 and Adam Latała1 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6950133/: "Мы исследовани аллелопатическую способность вызывающих цветение воды сине-зеленых водорослей Cyanobacteria Synechococcus sp. и Nodularia Spumigena" на некоторые аспекты, относящиеся к физилогии целевых видов: рост популяции, морфология клеток, и несколько индексов фотосинтеза и дыхательной активност. Целевыми видами стали: два вида зеленых водорослей (Oocystis submarina, Chlorella vulgaris) и два вида диатомовых водорослей (Bacillaria paxillifer, Skeletonema marinoi). Эти четыре вида сосуществуют в природной среде наряду со штаммами сине-зеленых водорослей Synechococcus sp. and N. spumigena. Тесты заключались в однократном и повторном добавлении очищенного от клеток фильтрата сине-зеленых водорослей.Мы также оценили влияние фазы роста на интенсивность аллелопатического эффекта. Негативное влияние от обоих видов сине-зеленых водорослей было максимальным при повторном добавлении выделений, и в целом,Synechococcus sp. and N. spumigena проявляли аллелопатический эффект только в экспонентной фазе роста. O. submarina не подвергалась негативному влиянию фильтрата Synechococcus ни при одном из изученных параметров, в то время как Chlorella vulgaris, B. paxillifer, and S. marinoi были повреждены несколькими путями. N. spumigena характеризовалась более сильной аллелопатической активностью, чем Synechococcus sp., продемонстрировав негативный эффект на всех целевых видах. Cамое высокое снижение роста, а также наиболее очевидные повреждения клеток наблюдались у диатомовой водоросли S. marinoi. Наши наблюдения свидительствуют о том, что выделяемые сине-зелеными водорослями аллелохимикаты наносят клеткам физические повреждения, а также тормозят дыхание и фотосинтез у исследованных видов микроводорослей, что вызывает подавление роста популяции. Более того, наше исследование показывает, что некоторые биотические факторы усиливающие аллелопатические эффекты могут изменять соотношение между вызывающими цветение воды сине-зелеными водорослями и некоторыми видами фитопланктона присуствующими в той же водной системе."
В научном исследовании "Эффекты взаимодействия Температуры, Освещенности, Питательных Элементов, и pH на Рост и Конкуренцию Chlorella Vulgaris и Anabaena sp. Strain PCC" Interaction Effects of Temperature, Light, Nutrients, and pH on Growth and Competition of Chlorella vulgaris and Anabaena sp. Strain PCC ORIGINAL RESEARCH article Front. Environ. Sci., 16 July 2021 Sec. Conservation and Restoration Ecology Volume 9 - 2021 | https://doi.org/10.3389/fenvs.2021.690191Authors: Shun Long Meng Xi Chen Jing Wang Min Fan Li Ping Qiu Yao Zheng Zhang Chen Pao Xu исследуются конкуретные отношения зеленой микроводоросли Хлорелла Вульгарис и сине-зеленых водорослей Anaebena sp.: "Температура, освещенность, питательные элементы, и pH существенно влияли на параметры конкуренции-подавления двух видов микроводорослей. Параметры конкуренции-подавления как Anabaena sp. против Chlorella vulgaris так и Chlorella Vulgaris против Anabaena sp. были наиболее интенсивными при следующих условиях: температура +30 градусов Цельсия, освещенность 6600 люкс, Азот 0.36 мг/литр -1, Фосфор 0.025 мг/литр-1, и pH 8.0. Cогласно модели конкуренции Лотка-Волтерра Anaebena sp. выиграла конкуренцию при совместном культивировании при следующих условиях: 1) температура +15 градусов Цельсия, освещенность 660 люкс, Азот общий 0.18 мг/л-1, Фосфаты общие 0.025 мг/л-1, pH 6 2) ) температура +15№C; освещенность, 2,200 люкс; Азот общий, 0.36 мг/литр−1; Фосфор общий 0.025 мг/литр −1; pH, 7; 3) температура +15№C; освещенность 6,600 lx; Азот общий 3.6 мг/литр−1; Фосфор общий 0.5 мг/литр −1; pH 9; 4) температура + 30№C; освещенность 4,400 люкс; Азот общий 0.18 мг/литр −1; Фосфор общий 0.05 мг/литр −1; pH 9; 5) температура + 35№C; освещенность 660 люкс; Азот общий 3.6 мг/литр−1; Фосфор общий 0.05 мг/литр −1; pH, 8; и 6) температура + 35№C; освещенность 2,200 люкс; Общий азот 0.72 мг/литр−1; Фосфо общий 0.025 мг/литр −1; pH 9."
Статья "К вопросу об альголизации водоемов" (C) 2013 г. Е.А. Бутакова, Т.Е. Павлюк, О.С. Ушакова, А.Н. Попов, О.В. Тютков ФГУП "Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов", г. Екатеринбург Ключевые слова: альголизация, хлорелла, "цветение" водоемов. УДК 574.5 https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-ob-algolizatsii-vodoemov?ysclid=luqucnpl3d17136739 : "Обоснование механизма воздействия альголизации на водный биоценоз ее авторы строят на основе декларируемых ими свойств штамма Chlorella vulgaris ИФР No С-111: после внесения в водоем этот штамм за считанные дни становится доминирующей микроводорослью в указанном биотопе, поглощает все биогенные элементы и органические вещества, за счет чего вытесняет синезеленые водоросли.
Проведенные в ФГУП РосНИИВХ исследования (тесты и эксперименты) показали, что синезеленые водоросли по-разному реагируют на присутствие культуры штамма Chlorella vulgaris ИФР No C-111. Среди изученных 11 культур синезеленых водорослей только 4 погибли в присутствии хлореллы. Остальные смогли через некоторое время адаптироваться и даже начать развиваться, а на одну культуру (No 535, Synechococcus sp.) хлорелла оказала стимулирующее действие. Наиболее эффективно хлорелла подавляет развитие синезеленых водорослей в большой концентрации, когда плотности сопоставимы, или плотность хлореллы превышает плотность синезеленых водорослей. Речь в данном случае идет об очень высокой численности хлореллы - от 3 до 8 млрд кл./л (млн кл./мл), которая наблюдалась от начала и до конца эксперимента. При таких условиях хлорелла успешно размножается и подавляет развитие не только синезеленых, но и зеленых водорослей.
В остальных соотношениях действие более непредсказуемо и, по всей вероятности, зависит от общего состава, плотности и состояния альгоценоза. Вещества, которые содержатся в культуральной жидкости хлореллы, при некоторых условиях могут стимулировать развитие других групп водорослей (например, зеленых хлорококковых). Однако при отслеживании специалистами ФГУП РосНИИВХ ситуации на альголизируемых водохранилищах на Урале (Белоярское, Нижне-Тагильское, Черноисточинское, Верхне-Выйское) в воде водоемов за весь период наблюдений (с мая по октябрь 2012 г.) заметных количеств хлореллы на фоне достаточно больших биомасс других видов водорослей не было отмечено. Таким образом, ни лабораторный, ни натурный эксперименты не подтверждают реальность декларируемых авторами свойств применяемого штамма хлореллы. Необходимо также отметить, что высокая биомасса хлореллы либо отмирающая, либо прошедшая через желудочно-кишечный
тракт потребляющих ее организмов, может служить мощным источником вторичного загрязнения, в частности, биогенными веществами (в основном соединениями азота), что в дальнейшем в условиях водоема может спровоцировать развитие синезеленых водорослей"
Microcystis aeruginosа, Oscillatoria sp., Aphanizomenon flos-aquae ,Anabaena variabilis, Nodularia spumigena, Synecoccus sp. - виды синезеленых микроводорослей, довольно распространенные в российских водоемах, вызывающие токсичные вспышки "цветения" воды. Итак, не хлорелла подавляет сине-зеленые водоросли, а ровно наоборот, сине-зеленые водоросли подавляют рост самой Хлореллы Вульгарис.
В собственном семействе зеленых водорослей, Хлорелла Вульгарис, играет неоднозначную роль. Реклама "метода альголизации водоемов" утверждает, что добавленная в водоемы Хлорелла Вульгарис активно дополняет и усиливает видовое сообщество зеленых водорослей в общей борьбе против сине-зеленых водорослей. Pseudokirchneriella subcapitata это зеленая микроводоросль, из видового сообщества зеленых микроводорослей.
Научное исследование "Аллелопатия и конкуренция между Chlorella Vulgaris и Pseudokirchneriella subcapitat: эксперименты и математическая модель"Allelopathy and competition between Chlorella vulgaris and Pseudokirchneriella subcapitata: Experiments and mathematical model https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2007.05.024 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304380007003031 : "Публикуем результаты новых экспериментов касающихся аллелопатической конкуренции между двумя видами Chlorella Vulgaris и Pseudokirchneriella subcapitata. Результаты экспериментов показывают, что оба вида имеют разную скорость роста, которая может быть смоделирована функцией Андрюса для Chlorella Vulgaris и функцией Михаэлиса-Ментена для Pseudokirchneriella subcapitata. Эксперименты также подтвердили, что виды имеют разную продуктивность и что аллелохимикаты выделяемые Хлорелла Вульгарис (называемые хлореллин) оказывают подавляющий эффект на Pseudokirchneriella subcapitata"
Египетский вестник фикологии ( Egyptian journal for phycology) в 2011 году сообщал о обнаруженной аллелопатической активности зеленой водоросли Scenedesmus acuminatus против зеленой водоросли Chlorella vulgaris.
Arthrospira maxima - сине-зеленая водоросль, обитающая преимущественно в тропических водоемах. В России ее высушенный концентрат продается в аптеках под названием Спирулина. Исследование "Культивирование микроводорослей и сине-зеленых водорослей: эффект рабочих условий на рост и состав биомассы" Cultivation of Microalgae and Cyanobacteria: Effect of Operating Conditions on Growth and Biomass Composition June 2020 Molecules 25(12):2834 DOI:10.3390/molecules25122834 Authors: Alejandra Sánchez-Bayo Victoria Morales Central University (Colombia) Rosalía Rodríguez Gemma Vicente King Juan Carlos University https://www.researchgate.net/publication/342324285_Cultivation_of_Microalgae_and_Cyanobacteria_Effect_of_Operating_Conditions_on_Growth_and_Biomass_Composition: "Цель настощей работы в том, чтобы определить оптимальные условия роста для получения максимальной биомассы культуры в замкнутой среде сине-зеленой водоросли Arthrospira maxima и зеленых водорослей Chlorella Vulgaris, Isochrysis galbana и Nannochloropsis gaditana."
Альголизация - проверка наукой., изображение No3
Альголизация - проверка наукой., изображение No4
Часть 3. "Супергерой" межвидовой конкуренции.
За счет каких механизмов хлорелла якобы подавляет рост сине-зеленых водорослей ? С этим вопросом я обратился к представителю компании Альготек и получил ответ:
@AlgotecAqua
За счёт механизма межвидовой конкуренции. Будучи более продуктивной в скорости деления клетки, хлорелла быстрее забирает питательные элементы (азот и фосфор и др.) для своего развития.
Осциллато́рия (Oscillatoria sp.), род нитчатых цианобактерий, cине-зеленых водорослей, размножающихся бинарным делением клеток в одной плоскости. Нити осциллатории (трихомы) без гетероцист, прямые или изогнутые, способны к колебательным, вращательным и поступательным движениям; постоянные чехлы обычно отсутствуют, при скольжении трихомов по плотной поверхности за ними остаётся почти прозрачный (подобный чехлу) или слизистый след. Научное исследование "Дифференциальная эффективность Chlorella vulgaris и Oscillatoria sp. для очистки муниципальных сточных вод" The Differential Efficiency of Chlorella vulgaris and Oscillatoria sp. to Treat the Municipal Wastewater December 2017 Authors: Amany Gomaa Madkour National Institute of Oceanography and Fisheries Sarah Hamdy Rashedy National Institute of Oceanography and Fisheries Mahmoud A. Dar National Institute of Oceanography and Fisheries Amal Z. Farahat Journal of Biology, Agriculture and Healthcare www.iiste.org ISSN 2224-3208 (Paper) ISSN 2225-093X (Online) Vol.7, No.22, 2017 https://www.researchgate.net/publication/321493230_Th.. : " Настоящее исследование ясно говорит в пользу использования водорослей для очистки сточных воды, в трех целях: подходящий источник чистой воды в сельском хозяйстве, поддержание чистоты окружающей среды и производство ценной биомассы микроводорослей. Наши результаты демонстрируют эффективность микроводорослей Chlorella Vulgaris и Oscilatoria sp, для удаления аммонийного азота, нитритов, и общих фосфатов из муниципальных сточных вод. Chlorella vulgaris ассимилировала NH3, NO2 и PO4 с эффективностью 99.408, 100% and 82.211% соответственно в то время как Oscillatoria sp. показала эффективность 98.125%, 100% and 84.718% в удалении NH3, NO2 and PO4 соответственно. Cодержание липидов в Сhlorella vulgaris было выше чем было содержание липидов в Oscilatoria sp. , что делает Chlorella Vulgaria более удобным сырьем для производства биотоплива. Эксперимент был продлен до 144 часов, существенное удаление питательных элементов наступило через 72 часа, затем удаление питательных элементов замедлилось, затем через 120 часов удаление питательных веществ стало отрицательным и появился небольшой рост содержания питательных элементов из за освобождения клеточных питательных элементов, соответственно рекомендуемая продолжительность эксперимента по описанной технике не более трех суток."
Обе водоросли и зеленая Chlorella Vulgaris и токсичная сине-зеленая Oscilatoria sp. в описанном эксперименте забирали себе питательные элементы для своего развития с примерно одинаковой эффективностью и скоростью. Oscilatoria даже была эффективнее в удалении фосфатов. При прочих равных Oscilatoria sp., еще и вырабатывает аллелохимикаты, подавляющие рост клеток хлореллы.
Anabaena variablis - грамотрицательная эробная цианобактерия, сине-зеленая водоросль, фиксирует N2 и СО2 используя солнечную энергию. Научная статья 2023 года "Сравнительная оценка Chlorella vulgaris и Anabaena variablis для фикоремедиация загрязненной речной воды" Comparative Evaluation of Chlorella vulgaris and Anabaena variabilis for Phycoremediation of Polluted River Water: Spotlighting Heavy Metals Detoxification Biology (Basel). 2023 May; 12(5): 675. Published online 2023 May 1. doi: 10.3390/biology12050675 PMCID: PMC10215139 PMID: 37237489 Authors: Md. Shakir Ahammed, Md. Abdul Baten,Muhammad Aslam Ali, Shahin Mahmud, Md. Sirajul Islam, Md. Aminul Islam, Md. Alim Miah, Tanmoy Roy Tusher, John Korstad, Cynthia Victoria González-López and Celeste Brindley, Academic Editor https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10215139/: "В этом исследовании мы оценили потенциал Chlorella vulgaris и Anabaena variablis для фикоремедиации загрязненной речной воды. Наши открытия демонстрируют, что и микроводоросль и цианобактерия могли бы быть отличной биологической стратегией для фикоремедиации. В данных экспериментальных условиях Anabaena variablis и Chlorella Vulgaris показали отличную эффективность в удалении значительных количеств загрязнителей из образцов загрязненной воды. Значительный рост Anabaena variablis и Chlorella vulgaris наблюдаемый в образцах грязной воды, продемонстрировал способность и микроводоросли и сине-зеленой водоросли выдерживать условия грязной речной воды. Высочайшая эффективность Anabaena variablis в cнижении электропроводимости, БПК, взвешенных веществ, концентраций SO42-, и цинка прямо предполагает лучшую приспособленность, чем у Chlorella vulgaris, к ремедиации данных загрязнителей. Однако Chlorella Vulgaris более эффективна чем Anabaena variablis в снижении жесткости воды (Сa2+ и Mg2+) а также загрязнения хромом и марганцом.Тем не менее, оценка состава загрязнения воды должна предшествовать составлению и применению микроводорослевой или цианобактериальной технологии ремедиации, поскольку эффективность удаления загрязнителей зависит целиком от вида микроорганизма."
Spirulina platensis - простейшая одноклеточная сине-зеленая микроводоросль. Свое название она получила благодаря особой форме: спирали - если рассматривать ее под микроскопом. Научная статья 2020 года "Сравнение Chlorella vulgaris и Spirulina platensis в оксидационном резервуаре водорослевого реактора для очистки сточной воды производства Тофу." Comparison Between Chlorella vulgaris And Spirulina platensis in Oxidation Ditch Algae Reactor for Treating Tofu Wastewater 5th International Seminar of Research Month 2020 Volume 2021 http://dx.doi.org/10.11594/nstp.2021.0907 Savira Safrilia, Lolita Kurniasari, Euis Nurul Hidayah*, Okik Hendriyanto Cahyonugroho, Aulia Ulfah Farahdiba https://nstproceeding.com » article » download: "Из результатов исследования можно заключить, что сине-зеленая водоросль Spirulina platensis более эффективна для удаления органических загрязнителей, чем микроводоросль Chlorella vulgaris"
Сине-зеленая водоросль оказалась эффективнее, чем хлорелла.
Альголизация - проверка наукой., изображение No5
Альголизация - проверка наукой., изображение No6
Часть 4. Один в поле
Полевые условия это не комфортный фотобиореактор в теплой, круглосуточно освещенной лаборатории, и не некий идеальный водоем.
Научная статья Азов-Черноморского отделения Российского НИИ Рыбоводства и Океанографии " Оценка качества воды в нижнем течении реки Дон от слияния с рекой Темерник основанная на индексе сапробности и данных биоанализа" Assessment of the water quality of the Don River downstream from its confluence with the Temernik River based on the saprobity index and bioassay data Azov-Black Sea Branch of Russian Research Institute of Fisheries and Oceanography ("AzNIIRKH")Aquatic Bioresources & Environment 2022, vol. 5, no. 2, pp. 7-15http://journal.azniirkh.ru, www.azniirkh.ru doi: 10.47921/2619-1024_2022_5_2_7 ISSN 2618-8147 print, ISSN 2619-1024 onlinе 2022 M. A. B. Al-Ghizzi1,2, E. N. Bakaeva https://aquadocs.org/bitstream/handle/1834/42162/art1.. : " Результаты сапробности фитопланктона показали присутствие органического загрязнения на обоих уровнях в реке Дон в течение 7 месяцев исследования. Значения индекса сапробности варьировались от 2.0 до 3.6. Качество воды характеризовалось от умеренно загрязненной до загрязненной. Это соответствует α-β-мезасапробному уровню. Максимальный уровень органического загрязнения согласно индекса сапробности был зафиксирован в Сентябре для обоих горизонтов. Сапробность возрастала пропорционально росту долу сине-зеленых водорослей в фитоценозе. Относительное изобилие сине-зеленых водорослей варьировалось от 45.83 до 77.77%. Поверхностный горизонт был сильнее загрязнен органикой в течение теплого периода (Май-Сентябрь), в глубоком горизонте загрязнение усиливалось в холодный период (Апрель, Октябрь, Ноябрь). Токсический эффект речной воды выражался в подавлении роста Chlorella Vulgaris. Токсичной воды в исследуемый период (7 месяцев) была непостоянной. В каждый сезон, она появлялась только в течение одного месяца. Токсичность воды в обоих горизонтах была зафиксирована весной (Апрель), летом(Август), и осенью (Ноябрь). Высокая сапробность и токсический эффект воды не всегда совпадали. Одновременное присутствие этих характеристик характерно для глубокого горизонта. Изменения токсичности очевидно вызваны режимом загрязнения реки Темерник муниципальными сточными водами и мерами принимаемыми властями по снижению загрязнения реки."
Впрочем, нельзя сказать, что фирма Альготек не предупреждала. В статье "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме" https://algotec.ru/principle сказано: "При благоприятных условиях (температура воды + свет + питание, а также при отсутствии сильных подавляющих токсинов) хлорелла чрезвычайно быстро делится"
Часть 5. В благоприятных условиях.
Аэрация - искуcственное насыщение воды кислородом, обычно это делается с помощью воздушного компрессора. Научное исследование опубликованное в 2024 году в "Международном журнале междисциплинарных исследований и анализа" называется "Эффект продолжительности аэрации на рост Chlorella Vulgaris" Effect of Aeration Time on Chlorella vulgaris Growth February 2024 INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIDISCIPLINARY RESEARCH AND ANALYSIS 07(14) DOI:10.47191/ijmra/v7-i02-14 Authors: Aliyah Devi Maysitha Institut Teknologi Sepuluh Nopember Harmin Sulistiyaning Titah https://www.researchgate.net/publication/378222826_Ef.. : " Продолжительная аэрация в течение 24 часов в сутки является оптимальным условием роста для Chlorella vulgaris. Для среды объемом 500 миллилитров мы использовали поток воздуха объемом равным 2 литра/минуту. При чередовании цикла день: ночь каждые 12 часов и освещенности 6000 люкс.",- также : " Плотность клеток микроводоросли показала разницу между двумя факторами. Обычно, микроорганизмы имеют фазы роста. Начиная с фазы адаптации (лаг фаза), затем экспонентная фаза, и стационарная фаза. В реакторе освещенном 24 часа в сутки можно наблюдать эти фазы в то время как число клеток с каждым днем растет. Первую неделю занимает адаптационная фаза. После того как Chlorella Vulgaris хорошо адаптируется, начинается экспонентная фаза, которая продолжается до достижения пика роста на десятый день, затем следует медленное снижение числа клеток до 14 го дня. В реакторе освещенном 12 часов в сутки эти фазы не наблюдаются в то время как число клеток уменьшается с каждым днем. Это может быть вызвано недостатком кислорода в ночной период. Растворенный кислород необходим для дыхания микроводоросли как акцептор электронов в производстве АТФ. Если процесс дыхания нарушается, то нарушается и фотосинтез. Это может мешать росту биомассы. "
Спросите у самих производителей хлореллы , как они освещают емкости в которых размножают "планктонный штамм хлореллы" ? 24 часа или 12 часов в сутки ? Но вам они рекомендуют запускать хлореллу в водоемы существующие в режиме день : ночь 12:12. Собственно в рекламе вам ничего и не обещают: "При благоприятных условиях (температура воды + свет + питание, а также при отсутствии сильных подавляющих токсинов) хлорелла чрезвычайно быстро делится, каждые 12 часов ее количество увеличивается в 2-4 раза"
Благоприятными для хлореллы условиями являются : отличное освещение 24 часа в сутки, достаточная прозрачность воды, температура +25 -35 градусов Цельсия, pH 9. А какие условия в обычном водоеме ? Мутность воды создает плохую освещенность, чередование дня и ночи каждые 12 часов, pH от 7 до 9.5, температура воды +25-+35 градусов для многих водоемов является cтрессом, искуственная аэрация возможна только в маленьких дачных прудиках или на промышленных водорослевых заводах. Еще и какие то "сильные подавляющие токсины" должны отсутствовать.
Альголизация - проверка наукой., изображение No7
Часть 6. Подо льдом.
В каждом исследовании о культивировании зеленой микроводоросли Хлорелла Вульгарис (Chlorella Vulgaris), подчеркивается зависимость активности хлореллы от трех факторов: освещенность, pH, температура. В исследовании "Очистка канализационных стоков с помощью микроводоросли Хлорелла Вульгарис в целях параллельной очистки стока и выращивания биомассы". Sewage Water Treatment Using Chlorella Vulgaris Microalgae for Simultaneous Nutrient Separation and Biomass Production .
Submission received: 7 March 2023 / Revised: 23 March 2023 / Accepted: 24 March 2023 / Published: 26 March 2023 https://www.mdpi.com/2297-8739/10/4/229, читаю: "Однако, способность микроводоросли понижать ХПК в сточной воде ограничена количеством света, аэрации, и начальной концетрацией загрязнителей в сточной воде. Хотя в начальных исследованиях использовали высококонцетрированные стоки, с целью подстегнуть снижение ХПК, дальнейшее повышение концентрации стока не привело к повышению эффективности очистки в настоящем исследовании. Это можно объяснить высокой концентрацией взвешенных веществ и мутностью, затрудняющими проникновение света и рост биомассы.",- и еще "К сожалению, большие водорослевые очистные сооружения не распространены. Это может быть результатом технических трудностей связанных с культивированием микроводорослей и отделением микроводорослей от очищенной воды. Действительно, поскольку микроводоросли являются фотосинтетическими организмами, такие параметры как свет, температура, и pH, очень сильно влияют на то, как микроводоросли смогут очищать стоки. Наибольшую трудность представляет поддержание оптимальной температуры, Ph, освещенности. Эти моменты должны очень тщательно контролироваться в крупномасштабных системах."
Мой вопрос заключается в том, а какую эффективность для очистки водоема может иметь Хлорелла Вульгарис при внесении зимою под лед, то есть при полном отсутствии освещения, и температуре не выше +3 градусов Цельсия ? Вот эти испачканные зеленью лунки во льду, с гордостью демонстрируемые авторами "метода альголизации", как бы опровергающие все выше сказанное, ни у кого когнитивного диссонанса не вызывают ? Оптимальной для культивирования хлореллы температурой, т.е. при которой хлорелла дает максимум биомассы, разные источники называют диапазон от +20-25 до +30-35 градусов Цельсия. Известно о существовании холодотолерантных хлорелл, способных приспосабливаться к температуре +5 градусов Цельсия, хотя при такой температуре не стоит ожидать большой эффективности.
В исследовании "Резкое охлаждение стимулирует микроводоросли к производству полезных компонетов" Cold stress stimulates algae to produce value-added compounds
https://doi.org/10.1016/j.biteb.2022.101145 Received 28 February 2022, Revised 27 June 2022, Accepted 28 June 2022, Available online 1 July 2022, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S25.. , говорится: "Две устойчивые к холоду микроводоросли Chlorella vulgaris и Scenedesmus sp. , культивировали при +22 градусах Цельсия и +5 градусах Цельсия. При наименьшей температуре , микроводоросли претерпели существенные биохимические и морфологические изменения.", также " Содержание глюкозы и фруктозы в Chorella Vulgaris (выращенной при температуре +22 градуса Цельсия) было очень низким или пренебрежимым, ограниченный, хотя, статистический значимый рост глюкозы обнаружился при выращивании Chlorella Vulgaris при температуре +5 градусов Цельсия."
Способна ли Хлорелла Вульгарис расти в темноте ? Зеленые водоросли, включая Хлореллу Вульгарис, могут расти в темноте, если их подкармливать глюкозой, но темпы их роста при этом сильно отстают от темпов роста при нормальном фотосинтезе, говорится в научном исследовании "Особый эффект освещения на рост Хлорелла Вульгарис" A Special Effect of Light on the Growth of Chlorella vulgaris Allen Killam and Jack Myers American Journal of Botany Vol. 43, No. 8 (Oct., 1956), pp. 569-572 (4 pages) Published By: Wiley https://doi.org/10.2307/2438870 https://www.jstor.org/stable/2438870
А вот что говорят по этому поводу авторы "метода альголизации" в статье "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме" https://algotec.ru/principle : "В зимний период, когда хлорелла не может активно размножаться (из-за низкой температуры воды и/или отсутствия достаточного количества света подо льдом), она практически полностью съедается зоопланктоном. Проведение альголизации в течение 3-4 сезонов подряд позволит полностью избавить водоем от сине-зеленых водорослей и, зачастую, нормализует прилегающие к водоему экосистемы."
Авторы "метода альголизации" признают, что в темноте и холоде, рост их "самого продуктивного" "планктонного штамма" Хлорелла Вульгарис - отрицательный.
"16 февраля представителями ООО ПО "Макрос" произведено внесение хлореллы в городской пруд. Следующее внесение запланировано в период с апреля по май. Хочется надеяться на содействие камешковцев в поддержании чистоты вокруг пруда на улице Володарского и бережное отношение к водоемам города." https://time33.ru/news/2022/02/24/8853-v-kameshkovski..
Альголизация - проверка наукой., изображение No8
Задам вопрос непосредственно компании Альготек:
- Так все таки за счет каких механизмов "планктонная хлорелла" подавляет рост сине-зеленых водорослей ?
"
@AlgotecAqua
За счёт механизма межвидовой конкуренции. Будучи более продуктивной в скорости деления клетки, хлорелла быстрее забирает питательные элементы (азот и фосфор и др.) для своего развития.
- Зимой подо льдом ? При полном отсутствии освещения и температуре +3 градуса ?
@AlgotecAqua
Чтобы дать хлорелле преимущество во времени, мы рекомендуем зимнее внесение (под лёд). Тогда весной она успеет занять весь ареал ещё до того, как начнут развиваться болезнетворные организмы, такие как цианобактерии.
- На вашем сайте https://algotec.ru/principle вы пишете, что зимой хлореллу полностью съедает зоопланктон. Определитесь. Преимущество во времени ? В чем заключается это преимущество, если, как вы пишите на вашем сайте, хлорелла подо льдом не может расти из за отсутствия света из за низкой температуры и полностью съедается зоопланктоном ? Я цитирую сайт Альготек https://algotec.ru/principle, статья "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме". А, если, как вы говорите "Будучи более продуктивной в скорости деления клетки, хлорелла быстрее забирает питательные элементы (азот и фосфор и др.) для своего развития." , то для чего преимущество во времени, если хлорелла уже, с ваших слов, имеет огромное преимущество в продуктивности ? "
Исследование "Физиологические и ростовые реакции Chlorella vulgaris и Scenedesmus subspicatus на ряд условий окружающей среды" PHYSIOLOGICAL AND GROWTH RESPONSES OF Chlorella vulgaris AND Scenedesmus subspicatus TO'A RANGE OF ENVIRONMENTAL FACTORS UNIVERSITY OF SOUTHAMPTON FACULTY OF ENGINEERING, SCIENCE & MATHEMATICS School of Civil Engineering and the Environment by Yelena Bartosh https://eprints.soton.ac.uk/465831/1/1000046.pdf : "Эксперименты по выживанию показали, что часть клеток C. vulgaris способны выживать в течение длительных периодов (до 22 недель) в спящем состоянии в полной темноте и при низких температурах (+4 и -20 градусов Цельсия)."
Зимой подо льдом хлорелла ничего полезного не делает, а просто спит. До весны доживет только часть клеток, если их не выест зоопланктон. Почему бы зоопланктону не полакомиться спящей хлореллой ? Если учитывать, что "цветение" воды начинается обычно в середине июля-начале августа, когда водоем достигает пика продуктивности, то неплохое получается "преимущество во времени": февраль,март, апрель, май, июнь. Пять месяцев ! Оно и понятно - в феврале еще можно безопасно выходить на лед, не в апреле же это делать. При этом, для того, чтобы достичь "полного избавления водоема от сине-зеленых водорослей", процедуру "альголизации" необходимо повторять три-четыре года подряд. А нет ли чего-нибудь поэффективнее, такого, чтобы годами лунки во льду не долбить, ноги не морозить ?
Часть 7. Обо всем ли мы знаем
В статье "Принцип действия планктонной хлореллы в водоеме" https://algotec.ru/principle cказано: "За несколько дней хлорелла становится доминирующей микроводорослью в поверхностном слое воды, насыщая его кислородом и удаляя из него излишки углекислого газа".
Какие "излишки углекислого газа", относительно чего "излишки" ?
Микроцистис (Microcystis) - род пресноводных цианобактерий, включающий вредную для цветения водорослей, формирующую Microcystis aeruginosa. Многие члены сообщества Microcystis могут вырабатывать нейротоксины и гепатотоксины, такие как микроцистин и цианопептолин. Сообщества часто представляют собой смесь изолятов, продуцирующих токсины, и непродуктивных изолятов. Научное исследование "Изменения концентрации CO2 вызывают сукцессию вспышек цветения токсичных и нетоксичных штаммов Microcystis" Changes in CO2 concentration drive a succession of toxic and non-toxic strains of Microcystis blooms Water Res. 2024 Feb 15:250:121056. doi: 10.1016/j.watres.2023.121056. Epub 2023 Dec 22. Jingyu Jiang 1 , Jiaying Zeng 1 , Jingkai Wang 2 , Jun Zuo 3 , Nian Wei 4 , Lirong Song 1 , Kun Shan 5 , Nanqin Gan PMID: 38171175 DOI: 10.1016/j.watres.2023.121056 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38171175/ : " Динамические изменения между токсичными и нетоксичными штаммами во вспышках цветения Microcystis всегда вызывали горячее обсуждение. Предыдущими исследованиями обнаружено, что низкая концентрация углекислого газа CO2 дает преимущество токсичным штаммам, но как изменения содержания растворенной углекислоты в водном объекте влияет на сукцессию токсичных и нетоксичных штаммов во вспышках цветения Microcystis, остается невыясненным. В этой работе, мы сочетаем лабораторные эксперименты с межвидовой конкуренцией, полевые наблюдения, и машинные модели, для того чтобы раскрыть связи между изменениями концентрации СO2 и сукцессией. Лабораторные эксперименты показали, что при в условиях низкого содержания СO2 (100-150 ppm) , токсичные штаммы могли эффективнее удалять CO2 и доминировать. Нетоксичные штаммы демонстрировали преимущество при более высокой концентрации CO2 (400-1000 ppm). Полевые наблюдения с Июня по Ноябрь на озере Тайху показали, что процент токсичных штаммов возрастал с понижением концентрации СO2. Машинные модели выявили связи между концентрацией неорганического углерода и пропорцией полезных штаммов. Наши находки дают новое осмысление предсказания и предотвращения токсичных вспышек цветения сине-зеленых водорослей. Наше исследование раскрывает эффекты изменения концентраций CO2 на сукцессию токсичных и нетоксичных штаммов во вспышках цветения Microcystis. Эксперименты проведенные в поле и в лаборатории подтвердили, что бедные CO2 cреды благоприятствуют доминированию токсичных штаммов, в то время как нетоксичные щтаммы проявляют конкурентные преимущества при высоких концентрациях СО2. Наша модель также раскрыла связь между СO2, НСO3, и пропорцией токсичных штаммов во вспышках цветения Microcystis. "
Что такое "излишки углекислого газа" https://algotec.ru/principle, почему "излишки", относительно чего "излишки", которые в рекламе "метода альголизации" удаляет из воды "планктонный штамм Хлорелла Вульгарис", сказать не берусь, просто не знаю, что это за бухгалтерия, на чем основанная. Авторы "метода альголизации" считают, что в каждом водоемое есть "излишки углекислого газа", ровно столько, сколько необходимо для того, чтобы "планктонному штамму" хлореллы было очень хорошо и он мог захватить весь водоем. Но если все будет работать так, как обещает реклама "метода альголизации", то понижение концентрации СO2 в водоеме, будет создавать благоприятные условия для размножения токсичных штаммов сине-зеленой водоросли Микроцистис, следует из приведенного выше исследования.
Научная статья "Эффекты Chlorella Vulgaris на освобождение фосфора из фосфатного комплекса железа в донном осадке при непрерывном культивировании"Effects of Chlorella vulgaris on phosphorus release from ferric phosphate sediment by consecutive cultivation R Soc Open Sci. 2022 Mar; 9(3): 211391. Published online March 2, 2022. doi: 10.1098/rsos.211391PMCID: PMC8889175PMID: 35316948 Lile He, Writing - original draft, 1 Yongcan Chen, Conceptualization,corresponding author 1 Shu Chen, Supervision, 1 Xuefei Wu, Writing - review & editing, 1 and Jing Liu, Formal analysis 2 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8889175/: " В настоящем исследовании, были исследованы эффекты освобожденного трехвалентного железа Fe3+ из феррофосфатного комплекса Fe-P на биомассу, флоккуляцию и удаление ортофосфатов PO43 - при содействии Chlorella Vulgaris. Результаты показали , что Chlorella Vulgaris может способствовать освобождению связи железо-фосфат Fe-P, и что темпы роста при этом ниже чем 0.2 д-1 во время периода освобождения. Количество освобожденного железа-фосфора Fe-P было рассчитано , и освобожденное количество достигло 0.055-0.45 мг д-1 в объеме раствора 200 мл. Fe3+ и PO43 проявляются двумя путями. Во первых, Fe3+ из Fe-P может усиливать флоккуляцию Chlorella Vulgaris и подавлять рост биомассы; эффективность флоккуляции освобожденного Fe3+ может достигать 72-78%. Во-вторых, степень удаления фосфора существенно снизилась благодаря внутренней фосфатной нагрузке. Это показывает, что железо-фосфатный осадок конвертируется в биодоступный фосфор благодаря Chlorella Vulgaris."
Небольшое пояснение, фосфатный комплекс железа Fe-P, образуется в донных отложениях водоемов естественным образом. Фосфор в этом комплексе недоступен для использования живыми микроорганизмами, микроводорослями, сине-зелеными водорослями, поэтому не может быть использован сине-зелеными водорослями для формирования вспышки цветения. Однако этот комплекс может быть разрушен под влиянием внешних факторов, при этом фосфор освобождается, принимая биодоступную для водорослей и сине-зеленых водорослей форму. В исследовании говорится, что Chlorella Vulgaris способствует разрушению комплекса и конверсии фосфора в биодоступную форму. При этом внутренняя фосфатная нагрузка на водоем растет, а темпы удаления фосфора из воды клетками Chlorella Vulgaris существенно cнижаются.
Альголизация - проверка наукой., изображение No9
Часть 8. Могучая рать.
Какой должна быть биомасса хлореллы для того, чтобы она могла подавить сине-зеленые водоросли ?
Статья "К вопросу об альголизации водоемов" (C) 2013 г. Е.А. Бутакова, Т.Е. Павлюк, О.С. Ушакова, А.Н. Попов, О.В. Тютков ФГУП "Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов", г. Екатеринбург Ключевые слова: альголизация, хлорелла, "цветение" водоемов. УДК 574.5 https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-ob-algoli.. : "Обоснование механизма воздействия альголизации на водный биоценоз ее авторы строят на основе декларируемых ими свойств штамма Chlorella vulgaris ИФР No С-111: после внесения в водоем этот штамм за считанные дни становится доминирующей микроводорослью в указанном биотопе, поглощает все биогенные элементы и органические вещества, за счет чего вытесняет синезеленые водоросли. Проведенные в ФГУП РосНИИВХ исследования (тесты и эксперименты) показали, что синезеленые водоросли по-разному реагируют на присутствие культуры штамма Chlorella vulgaris ИФР No C-111. Среди изученных 11 культур синезеленых водорослей только 4 погибли в присутствии хлореллы. Остальные смогли через некоторое время адаптироваться и даже начать развиваться, а на одну культуру (No 535, Synechococcus sp.) хлорелла оказала стимулирующее действие. Наиболее эффективно хлорелла подавляет развитие синезеленых водорослей в большой концентрации, когда плотности сопоставимы, или плотность хлореллы превышает плотность синезеленых водорослей. Речь в данном случае идет об очень высокой численности хлореллы - от 3 до 8 млрд кл./л (млн кл./мл), которая наблюдалась от начала и до конца эксперимента. При таких условиях хлорелла успешно размножается и подавляет развитие не только синезеленых, но и зеленых водорослей.В остальных соотношениях действие более непредсказуемо и, по всей вероятности, зависит от общего состава, плотности и состояния альгоценоза."
3 млрд. клеток в литре это в 3000 раз больше допустимой нормы для водоемов ! Cтатья "Цветение водоёмов: причины и последствия" Романов Эдуард Викторович Лелецкий Александр Владимирович https://cyberleninka.ru/article/n/tsvetenie-vodoyomov..: "Одноклеточные водоросли и бактерии в некотором количестве присутствуют в каждом естественном водоеме. Нормальной считается концентрация 100-1000 клеток на один миллилитр, зависимо от их размера."
Исследование "Биоремедиация стоков молочного завода и оценка потенциала удаления питательных элементов с помощью Chlorella Vulgaris" Bioremediation of dairy industry wastewater and assessment of nutrient removal potential of Chlorella vulgaris. C., S.M., Perumalsamy, M. Bioremediation of dairy industry wastewater and assessment of nutrient removal potential of Chlorella vulgaris. Biomass Conv. Bioref. (2022). https://doi.org/10.1007/s13399-022-03068-x Received07 May 2022 Revised08 July 2022 Accepted11 July 2022 Published20 July 2022https://link.springer.com/article/10.1007/s13399-022-03068-x: " Поскольку мутность сточной воды была высокой, сток молочного производства разбавили дистиллированной водой в различных концентрациях 100%, 75%, 50% и 25%. Chlorella vulgaris показала многобещающий результат при росте на стоке молочного производства , с максимальной концентрацией биомассы 225 грамм/литр/день. В целом, результаты биоремедиации показали максимальную эффективность очистки 81.48% (ХПК), 87.7 %(общий азот) , и 93.5 %( общий фосфор)."
Из публикации следует, что приемлемые результаты очистки хлорелла показала при огромной биомассе 225 грамма на литр/день, для набора которой необходимо строгое соблюдение оптимальных факторов: температуры, pH, освещенности.
По показателю биомассы, при такой концентрации фитопланктона, водоём должен быть отнесен к какому классу качества воды ?
Исследование "Фитопланктон как показатель качества воды разнотипных водоёмов территории города Омска". текст научной статьи по специальности "Биологические науки"., автор О.А. Коновалова УДК 581.526.325:626 (571.13)https://cyberleninka.ru/article/n/fitoplankton-kak-po.. : "Биомасса фитопланктона за годы исследований в среднем по озеру колебалась в пределах 53,58-111,26 г/м 3 , по данному показателю водоём относится к 5 классу качества вод - "грязная", разряду "весьма грязная" или "предельно грязная". Видовой состав, структура и особенно высокие показатели биомассы фитопланктона свидетельствуют, что оз. Солёное является гипертрофным водоемомИз-за высокой минерализации воды "цветение" озера вызывается не обычными видами цианобактерий, характерными для эвтрофных вод Омского Прииртышья [4], а мезогалобом S. fusiformis."
Альголизация - проверка наукой., изображение No10
Часть 9. Спор о науке
Что альголизаторы думают о решении XI Съезда Гидробилогического общества РАНhttp://gboran.ru/wp-content/uploads/2014/12/Решение_XI-съезд.., признать метод альголизации водоемов ложным наносящим вред российской гидробиологии ? Я задал вопрос представителю компании Альготек https://www.youtube.com/watch?v=2afgGN4y1js&lc=Ug.., и получил ответ:
@AlgotecAqua
за последние 4 года в научной литературе опубликовано более 12 000 статей о пользе хлореллы и её использовании в качестве биоремедиатора минеральных и органических загрязнений. Таким образом для современной науки решение XI съезда гидробиологического общества от 2014г. не является значимым документом. Наукой доказано на конкретных примерах, что хлорелла является самым эффективным из известных мелиораторов. Хлорелла в водоёме является первичной продукцией и кормом зоопланктона и растительноядных рыб, следовательно хлорелла не является вторичным загрязнителем. Благодарим за интерес к теме, рекомендуем почитать более свежие научные статьи о пользе хлореллы в водоёме.
Что есть "использование хлореллы в качестве "биоремедиатора минеральных и органических загрязнений" на конкретных примерах.
Исследование "Использование Хлореллы Вульгарис для биоремедиации стоков текстильной фабрики" Use of Chlorella vulgaris for bioremediation of textile wastewater Bioresource Technology Volume 101, Issue 19, October 2010, Pages 7314-7322 Bioresource Technology https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.04.092: "Из 10 видов микроводоросли Chlorella vulgaris UMACC 001 оказалась способной расти в стоках текстильного производства и удалять краситель. Удаление красителя хлореллой ухудшилось с повышением концентрации текстильных стоков в среде. Использование системы водорослевых прудов предлагает хорошую систему для биоремедиации текстильных стоков позволяющую удалить до 50% красителя помимо снижения загрязнителей ХПК, NH4-N, и PO4-P."
Удаление 50% красителя, это при всем уважении cредняя эффективность. При этом надо учитывать затраты на удаление биомассы хлореллы из частично очищенного стока. А что с этим на 50% очищенным стоком делать ? Как и с постоянно нарастающей биомассой хлореллы ?
Исследование "Биоремедиация стоков молочного завода и оценка потенциала удаления питательных элементов с помощью Chlorella Vulgaris" Bioremediation of dairy industry wastewater and assessment of nutrient removal potential of Chlorella vulgaris. C., S.M., Perumalsamy, M. Bioremediation of dairy industry wastewater and assessment of nutrient removal potential of Chlorella vulgaris. Biomass Conv. Bioref. (2022). https://doi.org/10.1007/s13399-022-03068-x Received07 May 2022 Revised08 July 2022 Accepted11 July 2022 Published20 July 2022https://link.springer.com/article/10.1007/s13399-022-03068-x: " Поскольку мутность сточной воды была высокой, сток молочного производства разбавили дистиллированной водой в различных концентрациях 100%, 75%, 50% и 25%. Chlorella vulgaris показала многобещающий результат при росте на стоке молочного производства , с максимальной концентрацией биомассы 225 грамм/литр/день. В целом, результаты биоремедиации показали максимальную эффективность очистки 81.48% (ХПК), 87.7 %(общий азот) , и 93.5 %( общий фосфор)."
Сток необходимо предварительно разбавить так, чтобы в него мог хорошо проникать свет, хлорелла без света не работает. Из исследования следует, что приемлемые результаты очистки хлорелла показала при огромной биомассе 225 граммов на литр, для набора которой необходимо строгое соблюдение оптимальных факторов: температуры, pH, освещенности. По этому показателю, при такой концентрации фитопланктона, водоем должен быть отнесен к разряду "предельно грязный". Необходимо как то отделять биомассу хлореллы от очищенного стока, перед сбросом очищенного стока в окружающую среду, и куда то эту массу утилизировать или использовать. Видимо, молочникам придется открывать или контору по "оздоровлению водоемов" или магазин "здорового питания".
В следующем исследовании предлагается делать из хлореллы биодизель. Исследование "Биоремедиация сточных вод с использованием Chlorella Vulgaris" Bioremediation of Wastewater using Chlorella Vulgaris Microalgae: Phosphorus and Organic Matter September 2016International Journal of Environmental Research 10(3):465-470 Authors: Jose Luis Salgueiro Fernández Leticia Pérez Rial R. Maceiras Anxo Sanchez Bermudez
M. A. Cancela https://www.researchgate.net/publication/308795816_Bi..: "В настоящем исследовании, микроводоросль Хлорелла Вульгарис показала большой потенциал к удалению питательных элементов из сточных вод, будучи способной удалять фосфор и ХПК до стандартов охраны окружающей среды. Количество фосфора было почти полностью удалено , подтверждая способность хлореллы строить из фосфора свои клетки. Эффективность снижения ХПК (71%) была ниже чем по фосфору. Хотя эффективность очистки сточной воды этой микроводорослью эффективна для удаления питательных элементов, уровень снижения ХПК не подходит для использования в качестве вторичной очистки. Однако, это дает новую возможность глубокой доочистки сточных вод с большим количеством питательных элементов, не удаленных из стока в основном процессе. Таким образом Chlorella Vulgaris может снижать уровень питательных элеменнтов и производить ценную биомассу из которой можно производить биодизель."
Опять те же водорослевые пруды, после основных очистных сооружений, в которых хлорелла будет доочищать то, что не доочистили основные очистные. Опять те же требования к процессу: достаточная прозрачность стока, освещенность, pH, температура, регулярное отделение урожаев биомассы хлореллы от очищенного стока, и на этот раз, еще и маленький заводик по производству биодизеля.
Исследование "Биоремедиация канализационных стоков с помощью микроводоросли Chlorella minutissima" Bioremediation of sewage wastewater through microalgae Chlorella minutissima gulsha sharma 2020, Indian Journal of Agricultural Sciences Environmental Engineering, Climate Change, Phycoremediation Publication Date: 2020 Publication Name: Indian Journal of Agricultural Sciences https://www.academia.edu/45063343/Bioremediation_of_s.. : " Настоящее исследование предпринято с целью оценки роли микроводоросли Chlorella minutissima для фикоремедиации канализационных стоков. Выбранная микроводоросль удалила 94,4% растворенных примесей, 88,9% NO 3-N, 66,3% калия, 67,4% фосфора, 48,2% NH 4 +, 93% БПК, и 80,5% БПК. Полученная после фикоремедиации вода может быть безопасно использована для ирригации."
Разве только для ирригации - эффективность снижения содержания фосфатов и аммонийного азота оказались ниже среднего. В почву наверное можно сливать даже вместе с клетками хлореллы, как удобрение.
Исследование " "PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF TANNERY EFFLUENTS FROM CHALLAWA INDUSTRIAL AREA IN KANO AND EVALUATION OF BIOREMEDIATION POTENTIALS OF Spirogyra porticalis AND Chlorella vulgaris ON THE EFFLUENTS Special Conference Edition, November, 2019 Bayero Journal of Pure and Applied Sciences, 12(1): 156 - 161 ISSN 2006 - 6996 http://dx.doi.org/10.4314/bajopas.v12i1.26S 1Nabila, T. I. and Ibrahim, S.Department of Biological Sciences, Bayero University, Kano
Corresponding Author: [email protected]+2348034537614 : "Spirogyra porticalis и Chlorella vulgaris оказались наиболее широко распространенными видами микроводорослей и были изолированы и культивированы для биоремедиации тяжелых металлов в сточных водах кожевенного завода компании G&M расположенного в промышленном районе Чаллава. Результаты настоящего исследования показывают, что в стоках кожевенного завода Spirogyra porticalis имела аффиность к свинцу Pb составившую 51%,55%, и 51% на 3, 6, и 9 недели соответственно. Chlorella vulgaris имела наивысший потенциал к удалению cвинца из стока, который составил 90%, 86% и 90% на третью, шестую, и девятую неделю соответственно. Результат также показывает, что биоремедиация заняла девять недель после инокуляции стока кожевенного производства штаммами микроводорослей и биоремедиация достигла пика на шестой неделе."
Кроме очищенного стока, кожевенник получил кучу микроводорослей напичканных свинцом, которые необходимо отфильтровать из воды и как то использовать. Наверное биодизель из таких просвинцованных водорослей получится отменный. Если вы видели очистные сооружения кожевенного производства, знакомы с суточными объемами сточной воды, то безусловно поймете, что для того чтобы удерживать сток на очистке в течение шести-девяти недель, размер емкостей должен быть колоссальным. Это снова водорослевые озера. Ни один завод не может себе позволить держать суточный сток на очистке в течение шести недель.
Исследование "Очистка канализационных стоков с помощью микроводоросли Хлорелла Вульгарис в целях параллельной очистки стока и выращивания биомассы" Sewage Water Treatment Using Chlorella Vulgaris Microalgae for Simultaneous Nutrient Separation and Biomass Production . Separations 2023, 10(4), 229; https://doi.org/10.3390/separations10040229
Submission received: 7 March 2023 / Revised: 23 March 2023 / Accepted: 24 March 2023 / Published: 26 March 2023 https://www.mdpi.com/2297-8739/10/4/229. Статья cодержит научную информацию, которая может быть полезна для оценки "метода альголизации водоемов".: "На девятнадцатый день эксперимента по очистке канализационного стока с помощью хлореллы ХПК перестал снижаться, и начал расти, по всей видимости это произошло в результате разложения накопившейся биомассы хлореллы, что в свою очередь привело к повышению концентрации свободной органики. Однако, способность микроводоросли понижать ХПК в сточной воде ограничена количеством света, аэрации, и начальной концетрацией загрязнителей в сточной воде. Хотя в начальных исследованиях использовали высококонцетрированные стоки, с целью подстегнуть снижение ХПК, дальнейшее повышение концентрации стока не привело к повышению эффективности очистки в настоящем исследовании. Это можно объяснить высокой концентрацией взвешенных веществ и мутностью, затрудняющими проникновение света и рост биомассы. На 12 сутки эксперимента наблюдалось снижения качества очистки стока по ХПК, NH3-N, и ортофосфатам. Ученые связали это с отмиранием микроводоросли, вызванным накислороживанием воды и недостатком питания. Отмирание микроводоросли привело к ВОЗВРАЩЕНИЮ УСВОЕННЫХ ХЛОРЕЛЛОЙ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ОБРАТНО В ВОДУ, и изменению Ph. Рост биомассы хлореллы наблюдался с первого дня эксперимента, и продолжался до 12 дня эксперимента, в одном случае до 14 дня эксперимента, плотность биомассы микроводоросли достигла 400 мг/литр. Поскольку фотосинтез микроводорослей дает много кислорода без использования электричесства при этому абсорбируя питательные вещества, водорослевые пруды могут стать решением для очистки сточных вод. К сожалению, большие водорослевые очистные сооружения не распространены. Это может быть результатом технических трудностей связанных с культивированием микроводорослей и отделением микроводорослей от очищенной воды. Действительно, поскольку микроводоросли являются фотосинтетическими организмами, такие параметры как свет, температура, и pH, очень сильно влияют на то, как микроводоросли смогут очищать стоки. Наибольшую трудность представляет поддержание оптимальной температуры, Ph, освещенности. Эти моменты должны очень тщательно контролироваться в крупномасштабных системах. Одной из самых больших трудностей в создании приемлемых по стоимости систем очистки является удаление биомассы микроводорослей из очищенного стока. Малый размер клеток хлореллы и их отрицательный поверхностный заряд, не позволяет объединить отдельные клетки в более крупные, легко удаляемые хлопья, в результате требуется несколько ступеней очистки стока от клеток микроводорослей. Общая стоимость отделения биомассы микроводорослей от очищенного стока существенно повышается этими факторами. По оценками, стоимость сбора урожая биомассы составляет до 30% всех расходов по очистке стока. Это вызвано энергоемкостью процесса. Более того, стоимость оборудования для сбора микроводорослей и их обезвоживания может составлять до 90% от общих затрат. Несмотря на предпринятые в этом исследовании усилия, остается много невыясненного в вопросах использования крупномасштабных системы очистки"
Таких публикаций о использовании Chlorella Vulgaris для очистки сточных вод достаточно, не двенадцать тысяч конечно, но, десяток, другой, третий наберется. И все это преимущественно лабораторные исследования, проведенные в лабораторных колбах, в специальных лабораторных биореакторах в строго контролируемых условиях. А вот про использование хлореллы для очистки водоемов, что то ничего не попалось в зарубежных источниках...
Какое отношение эти исследования имеют к очистке водоемов , когда в каждом исследовании ясно говорится о производстве "ценной биомассы", которую необходимо удалять из очищенного стока и как то с пользой использовать: перерабатывать, делать биодизель, таблетки для похудения итд. ? Теория "метода альголизации водоемов" заканчивается на том, что биомасса хлореллы поедается рыбой и зоопланктоном, которым приписывается роль космической черной дыры аннигилирующей материю. Мы уже разобрались, что зоопланктон и рыба поев хлореллы или других водорослей немедленно выбрасывают через свой пищеварительный тракт обратно в среду водоема все, что хлорелла и другие водоросли "очистили" виде биодоступных форм азота и фосфора. Но даже если бы этого не было, с окончанием жизненого цикла, хлорелла сама отомрет, и будет разложена микроорганизмами, а усвоенные хлореллой питательные элементы вернутся обратно в воду. Биогенное загрязнение в водоеме просто временно меняет форму - от свободной до связанной и обратно.
Фитопланктон, хлорелла, сине-зеленые водоросли являются загрязнителями водоемов.
В исследовании "Фитопланктон как показатель качества воды разнотипных водоёмов территории города Омска". текст научной статьи по специальности "Биологические науки"., автор О.А. Коновалова УДК 581.526.325:626 (571.13)https://cyberleninka.ru/article/n/fitoplankton-kak-po.. : "Биомасса фитопланктона за годы исследований в среднем по озеру колебалась в пределах 53,58-111,26 г/м 3 , по данному показателю водоём относится к 5 классу качества вод - "грязная", разряду "весьма грязная" или "предельно грязная". Видовой состав, структура и особенно высокие показатели биомассы фитопланктона свидетельствуют, что оз. Солёное является гипертрофным водоемомИз-за высокой минерализации воды "цветение" озера вызывается не обычными видами цианобактерий, характерными для эвтрофных вод Омского Прииртышья [4], а мезогалобом S. fusiformis. "
Часть 10. Овчинка выделки не стоит
Исследование "Очистка канализационных стоков с помощью микроводоросли Хлорелла Вульгарис в целях параллельной очистки стока и выращивания биомассы" Sewage Water Treatment Using Chlorella Vulgaris Microalgae for Simultaneous Nutrient Separation and Biomass Production . Separations 2023, 10(4), 229; https://doi.org/10.3390/separations10040229
Submission received: 7 March 2023 / Revised: 23 March 2023 / Accepted: 24 March 2023 / Published: 26 March 2023 https://www.mdpi.com/2297-8739/10/4/229. " К сожалению, большие водорослевые очистные сооружения не распространены. Это может быть результатом технических трудностей связанных с культивированием микроводорослей и отделением микроводорослей от очищенной воды. Действительно, поскольку микроводоросли являются фотосинтетическими организмами, такие параметры как свет, температура, и pH, очень сильно влияют на то, как микроводоросли смогут очищать стоки. Наибольшую трудность представляет поддержание оптимальной температуры, Ph, освещенности. Эти моменты должны очень тщательно контролироваться в крупномасштабных системах. Одной из самых больших трудностей в создании приемлемых по стоимости систем очистки является удаление биомассы микроводорослей из очищенного стока. Малый размер клеток хлореллы и их отрицательный поверхностный заряд, не позволяет объединить отдельные клетки в более крупные, легко удаляемые хлопья, в результате требуется несколько ступеней очистки стока от клеток микроводорослей. Общая стоимость отделения биомассы микроводорослей от очищенного стока существенно повышается этими факторами. По оценками, стоимость сбора урожая биомассы составляет до 30% всех расходов по очистке стока. Это вызвано энергоемкостью процесса. Более того, стоимость оборудования для сбора микроводорослей и их обезвоживания может составлять до 90% от общих затрат. Несмотря на предпринятые в этом исследовании усилия, остается много невыясненного в вопросах использования крупномасштабных системы очистки"
Альголизация - проверка наукой., изображение No11
Альголизация - проверка наукой., изображение No12
Часть 11. Насыщающая кислородом
Статья "Принципы действия планктонной хлореллы в водоеме" https://algotec.ru/principle : " За несколько дней хлорелла становится доминирующей микроводорослью в поверхностном слое воды, насыщая его кислородом и удаляя из него излишки углекислого газа, различные органические и неорганические загрязнения. "
Часто повторяемый в рекламе "метода альголизации водоемов" постулат о том, что хлорелла насыщает воду кислородом уже однажды был разобран российскими учеными в научной статье "К ВОПРОСУ ОБ АЛЬГОЛИЗАЦИИ ВОДОЕМОВ " 2013 г. Е.А. Бутакова, Т.Е. Павлюк, О.С. Ушакова, А.Н. Попов, О.В. Тютков ФГУП "Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов", г. Екатеринбург Водное хозяйство России No 5, 2013 УДК 574.5 https://waterjournal.ru/files/wj/1617790288.pdf : "По утверждению разработчиков альголизации, у применяемого штамма хлореллы есть полезные "побочные" эффекты, отличающие ее от других планктонных водорослей - хлорелла насыщает воду кислородом, при этом выделяется атомарный кислород, который разрывает длинные цепочки входящих в состав нефтепродуктов углеводородов. Кроме того, утверждают они, за счет развития хлореллы в воде происходит снижение содержания тяжелых металлов, т. к. в присутствии кислорода их ионы переходят в высшие степени окисления и образуют с анионами нерастворимые соединения. Однако, согласно данным физиологии растений, в процессе жизнедеятельности хлорелла, как и любой другой растительный организм, не только выделяет кислород при фотосинтезе, но и поглощает его при дыхании и не имеет каких-либо отличий в данном аспекте от других микроводорослей. В процессе фотосинтеза у хлореллы, как и у других водорослей, в качестве побочных продуктов образуются некоторые активные формы кислорода: синглетный кислород, перекись водорода, супероксид и т. д. Однако, во-первых, атомарный кислород в условиях живого организма не образуется - для этого необходимо очень большое количество энергии; во-вторых, активные формы кислорода токсичны для клеточных структур, поэтому растительные организмы обладают механизмами, препятствующими окислительным повреждениям. В норме клетка нейтрализует активные формы кислорода в месте образования - в тилакоидах хлоропластов, в матриксе митохондрий, и вероятность их попадания в окружающую среду ничтожно мала. Выход этих форм кислорода в цитоплазму является патологическим процессом, приводящим, в конечном счете, к гибели клетки. Предположение о появлении в воде в присутствии хлореллы атомарного кислорода, с точки зрения физиологии растений, безосновательно. Исследованиями, проведенными в ФГУП РосНИИВХ, показано, что Chlorella vulgaris ИФР No С-111 сама по себе не окисляет нефтепродукты в водной среде, что в принципе и следовало ожидать, исходя из информации о ее физиологии." Исчерпывающе. То есть это синглетный кислород - общее название для двух метастабильных состояний молекулярного кислорода (O2) с более высокой энергией, чем в основном, триплетном состоянии. Статья "Особенности развития популяции микроводорослей в зависимости от концентрации фотосенсибилизатора в среде" Даллакян Г.А. http://eco.tgizd.ru/ru/arhiv/10960: "Синглетный кислород, образующийся от фотосенсибилизаторов на свету, при малых концентрациях стимулирует рост водорослей, увеличивает содержание хлорофилла, скорость выделения кислорода и, наоборот, в больших концентрациях - подавляет их. Когда концентрация синглетного кислорода становится выше пороговой при 5 мг/л бенгальского розового, происходит подавление всех физиологических параметров популяции водорослей."
В статье 'Использование хлореллы для производства кислорода
и очистки сточных вод в замкнутых экосистемах"( ЮНИЦКИЙ А.Э. (г. Минск), СИНЧУК О.В. (г. Брест)) рассмотрена концепция производства кислорода в ЭкоКосмоДоме (ЭКД) на основе использования микроводоросли хлореллы, указаны соответствующие подходы к её культивированию с этой целью. https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-hlorel.. Проще говоря, люди собрались с помощью Хлореллы Вульгарис обеспечивать кислородом космическую станцию с населением 1000 человек. Приводятся рассчеты. например: "По результатам проведённых экспериментов с фотобиореактором "Сирень" выяснено, что для жизни одного человека в замкнутой экосистеме достаточно 25 л суспензии, которая за сутки выделяет 429 г кислорода" И вот тут начинается для меня непонятное. Хлореллу реализуют в наглухо закрытых запечатанных бутылях. Например, для очистки водоема площадью до 1000 м2 предлагается пятилитровая бутыль "суспензии хлореллы". Если 25 литров хлореллы выделяют, как сказано в исследовании, 429 граммов кислорода в сутки, то пять литров хлореллы должны выделять 85 граммов кислорода в сутки. За десять суток это будет практически литр кислорода. Если бы внутри наглухо запечатанной бутыли хоть чтонибудь выделялось, ее бы банально раздуло бы, как просроченный творожок или кефир. Я понимаю, что упакованную хлореллу рекомендуют хранить в темном прохладном месте, снова вопросы - если я поставлю бутыль с хлореллой на свет, на окно, скажем , то ее скоро раздует от чистого кислорода ? "Пробудить хлореллу просто - взболтайте бутылку и поместите в комнатную температуру и на солнечный свет на 1-3 суток.",- https://vk.com/wall-89670513_954?ysclid=lv9fw3a5ee303.. За трое суток пять литров хлореллы должны нагенерировать 240 граммов кислорода, которым может дышать космонавт целых полдня.
Если этот кислород растворяется в воде, то получается чудовищная концентрация порядка 48 граммов O2/литр. Известно, что такие концентрации кислорода подавляют хлореллу.
Альголизация - проверка наукой., изображение No13
Часть 12. Мнение
"Повсеместно происходит и накопление в водоемах сероводородного ила, повсеместно пик цветения воды сине-зелеными водорослями сдвинулся с августа месяца на середину июня. Видовое разнообразие беспозвоночных гидробионтов, например, в реке Казанке за 10 лет снизилось на 70%. И уже не являются чем-то особенными факты замора рыб не только зимой, а даже летом. Запущенное состояние водоемов только сейчас начинает давать о себе знать запахами сероводорода и "синюшным" запахом разлагающихся цианобактерий. И еще неизвестно что принесет больший вред человеку в ближайшее время - запах от свалок или синюшный запах болезни водоемов. Но продолжим рассмотрение темы альголизации водоемов, как метода создания конкурентной среды для сине-зеленых водорослей. Лабораторная культура Хлореллы обыкновенной много лет кочует из одной научной лаборатории к другой. Практически пройдя чрез череду поколений, искусственный отбор четко ограничил факторами диапазон условий существования культуры Хлореллы обыкновенной. В природных водоемах Хлорелла обыкновенная (Chlorella vulgaris) встречается, прежде всего, в мелких временных хорошо прогреваемых водоемах, чаще в лужах. На протяжении 10 лет нами в водоемах Казани были отмечены только единичные случаи присутствия дикой формы Хлореллы обыкновенной (в отличие от другого вида - Хлореллы овальной (материал опубликован)). Диапазон условий культивирования культуры Хлореллы обыкновенной: 1. питательная среда - минеральный электролит; 2. обязательная подсветка - 60 Вт/м2; 3. диапазон температуры 26 - 33 С ; 4. колодезная вода повышенной жесткости. Уже из оптимального диапазона роста культуры понятно, что таких условий в любом природном водоеме просто нет, а все попытки навязать метод оздоровления водоемов через внесение культуры Хлореллы обыкновенной не что иное, как мошенничество или обычная некомпетентность. Являясь миксотрофом (фото-гетеротроф), хлорелла прекрасно развивается на богатой биогенами среде, даже в сильно загрязненных нефтью и нефтепродуктами водоемах, но опять же в случае температуры воды 25+ и освещенности +++. Такая температура и освещенность может быть в отдельные дни только летом в поверхностной пленке - все! В эпидемиологии есть понятие "инфицирующая доза", когда заболевание вызывается не наличием одного инфекционного агента, а целой группы взаимодействующих между собой. Этот принцип применим и для водоемов, когда случайный занос спор бактерий, водорослей, ввиду мизерности количества, не влияет на биоценоз в целом, когда его смена сопоставима с переливанием крови человека. Шанса на более или менее длительное заселение в открытых водоемах у Хлореллы обыкновенной в средней полосе России нет.
...В наших полевых экспериментах в природный водоем сливались одновременно суспензия заводская Chlorella vulgaris и смешанная поликультура из автохтонных водорослей Monoraphidium contortum и Scenodesmus ecornis. По прошествии 10 дней после внесения в природный водоем следов хлореллы не обнаружено, в отличие от интенсивно делящихся водорослей из поликультуры. В лабораторных экспериментах последние не осевшие клетки хлореллы отмечены единично через 12 дней. Собственно, результат был предопределен: вода - озерная и колодезная, освещение естественное, температура уличная и комнатная, а для избалованной "заводской" водоросли Хлореллы обыкновенной полевые условия не годятся вовсе. Логистическая схема "альголизации" водоемов Хлореллой обыкновенной, является всего лишь одним из вариантов "лысенковщены" в гидробиологии, когда к водоему, для "оздоровления" применяется такой же механистический подход, как к сломанному велосипеду. ...Самое плохое в деле по "альголизации" водоемов в том, что средства, которые действительно могли бы пойти на конкретные дела по оздоровлению окружающей среды, оседают в карманах целого звена мошенников от экологии." ,- считает Родин Валерий Александрович в статье " "Альголизация водоемов хлореллой - обман чистой воды!" https://pandia.ru/text/81/486/1252.php
В 2011 году в статье "Ижевский пруд: хлорелла доминирует пока только в умах" https://newsland.com/post/4193580-izhevskii-prud-khlo.. ижевский автор Вадим Основа написал: "Что же все таки должна дать умирающему водохранилищу замена одной микроводоросли (сине-зеленой) на другую микроводоросль (хлореллу) ? "Борется с сине-зелеными водорослями, потребляет вредные вещества, вырабатывает кислород.", - так описывает действие хлореллы сам разработчик метода. Казалось бы, чего же более ? Однако, объективно, из этой триады cправедливым будет оставить только первый пункт. Потому что, и сине-зеленые водоросли, обладающие одним с хлореллой механизмом питания, тоже неплохо потребляют вредные для водоема вещества ( речь идет о нитратах, фосфатах и органике) и прекрасно вырабатывают кислород. Но, несмотря на это ни один "цветущий" пруд, коих летом по России можно встретить тысячи и десятки тысяч еще не очистился. А ведь, казалось бы, огромная масса сине-зеленых водорослей, интенсивно питаясь органикой и биогенными элементами, стремительно размножаясь, и при этом, насыщая воду кислородом, могла бы запросто вычистить любой водоем. Однако, этого не происходит. Иначе и ижевский пруд давно был бы уже очищен за годы интенсивного "цветения" самими сине-зелеными водорослями."
Альголизация - проверка наукой., изображение No14
Вместо заключения
Из научной статьи: "К ВОПРОСУ ОБ АЛЬГОЛИЗАЦИИ ВОДОЕМОВ " 2013 г. Е.А. Бутакова, Т.Е. Павлюк, О.С. Ушакова, А.Н. Попов, О.В. Тютков ФГУП "Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов", г. Екатеринбург Водное хозяйство России No 5, 2013 УДК 574.5 https://waterjournal.ru/files/wj/1617790288.pdf : "
В заключение хотелось бы еще раз обратить внимание на то, что "цветение" водоемов - это симптом "заболевания" экосистемного уровня, когда в роли "больного" выступает весь водоем. В основе этого лежит комплекс причин, приводящих к нарушению круговорота веществ и энергии в водном объекте, аналогичным по к нарушению круговорота веществ и энергии в водном объекте, аналогичным по механизмам и последствиям нарушению обмена веществ у человека. При этом для каждого водохранилища в комплексе причин превалируют свои, характерные именно для данного водоема, ликвидация которых даст наибольший эффект. Соответственно, без комплексного подхода к устранению подобных состояний водных объектов, используя лишь один прием для всех водоемов, можно на время завуалировать симптомы или получить "косметический" эффект, но не устранить причин нарушения круговорота энергии и вещества в водохранилище и его последствия."