Тезисы исследовательской работы "Изучение адсорбционных свойств одноклеточной зеленой водоросли хлореллы" . Автор: Чепуштанова Ангелина Антоновна 10 класс МАОУ «СОШ№10», г. Чайковский

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ХЛОРЕЛЛЫ (CHLORELLA VULGARIS) ДЛЯ ВОЗМОЖНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ

Автор: Чепуштанова Ангелина Антоновна 10 класс МАОУ «СОШ№10», г. Чайковский

Руководитель: Пархоменко Надежда Степановна, учитель биологии МАОУ СОШ№10

Тезисы.

Данная работа затрагивает вопрос о возможности использования микроскопической водоросли хлореллы для биологического очищения водоемов, так как проблемы загрязнения водных ресурсов, нехватка пресной воды и вопросы о качестве питьевой воды встают очень остро.

Данная тема актуальна и использование штаммов хлореллы в очистке воды может стать инновационной технологией в модернизации сферы водопользования и поможет решить вышеперечисленные проблемы. Восстановление водных природных биоценозов с привлечением самоочищающихся механизмов позволит изменить экологическую обстановку и позволит создать надёжную систему оздоровления окружающей среды.

Нам стало интересно изучить данную проблему, и поэтому мы решили провести исследования по изучению адсорбционных свойств микроводоросли хлореллы и возможности ее применения в реабилитации «цветущих» водоёмов.

Цель: изучение адсорбционных свойств хлореллы, позволяющих ее использование для биологической очистки воды. Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить литературу по передовому опыту использования хлореллы для биологической очистки водоемов;

2. Изучить способности хлореллы к фотосинтезу, как источника кислорода в водоемах;

3. Исследовать сорбцию солей железа и химические реакции окисления хлореллой;

4. Оценить качество очистки воды на модели искусственной водной экосистемы — аквариуме с использованием тест-объекта жаброногих рачков Артемий.

5. Сделать выводы о целесообразности применения одноклеточной водоросли для очистки водоемов.

Объект исследования: одноклеточная зеленая водоросль хлорелла (Chlorella vulgaris). Предмет изучения: строение, адсорбционные свойства водоросли, интенсивность фотосинтеза и дыхания водоросли.

Методы экологического исследования: органолептический, химический эксперимент, моделирование.

Гипотеза. Предполагаем, что мы сможем смоделировать в лабораторных условиях процесс самоочищения водоема с помощью зеленой микроскопической водоросли - хлореллы. Тем самым сможем подтвердить сорбционные способности данной водоросли.

Перспективы исследования. В дальнейшем планируем изучить влияние температуры на скорость адсорбции хлореллой загрязняющих веществ и проверить гипотезу о возможности клеточной стенки хлореллы извлекать из раствора ионы тяжёлых металлов.

Достоинства метода. Метод биологической реабилитации, основанный на комплексном вселении хлореллы позволяет:

1. Снизить органическое загрязнение водоема, а в следствии и его «цветение»;

2. Улучшить состояние воды по неорганическим показателям (тяжелые металлы);

3. Очистка воды, которая поставляемая по водопроводу, вторично загрязняется вторично ионами магния, железа.

Методики использование хлореллы в различных условиях и методах ее культивирования были взяты у Голубева В.П. в книге «Культивирование одноклеточных зеленых водорослей» (1970). А также методики Смирновой А.Ф., Федоровой В.Н. в пособии «Использование хлореллы и микроводорослей для биологической очистки сточных вод» (2008), где представлены методы и результаты исследований по использованию хлореллы и других микроводорослей для очистки промышленных сточных вод.

Выводы:

1. Хлорелла обладает высокой фотосинтетической активностью из–за наличия хлорофилла разных типов. Активность фотосинтеза повышается благодаря наличию у водоросли пиреноида.

2. Исследуя интенсивность фотосинтеза и дыхания, а также изучая влияние спектрального состава света и интенсивности освещения на скорость выделения кислорода был составлен ряд фотосинтетической активности от наибольшего к наименьшему: красный+синий----красный-----синий-----зеленый.

3. Количество выделенного кислорода зависит от длины светового дня (световой фазы фотосинтеза) и интенсивности освещения.

4. Хлорелла обладает сорбционными свойствами благодаря строению клеточной стенки.

5. Клеточная стенка хлореллы полностью сорбирует газообразный хлор за 3 дня. В воде (контроль) запах хлора остался.

6. Хлорелла сорбирует ионы металлов, это доказывает опыт с хлоридом железа. Полученный осадок гидроксид железа (II) сразу сорбируется водорослью. Сорбция осадка гидроксида железа (II) в 10 раз быстрее, чем осаждение гидроксида железа (II) в растворе (контроль).

7. Реакция окисления железа (II) до гидроксида железа (III) в растворе произошла через 48 часов. Сначала шла реакция с кислородом воздуха — появление бурого цвета на верху раствора — контроль, затем окислился осадок на дне раствора. Появился запах железа. Осадок гидроксида железа (II) серо-зелёного цвета в хлорелле не изменился — реакция окисления не происходила. Хлорелла полностью сорбировала гидроксид железа (II).

8. В воде, очищенной водорослью, зарегистрированы высокие темпы роста науплий, рачки Артемии активно двигались, питались.