Вода с сероводородом для растений

Сероводород способен существенно повысить продуктивность растений

Вещество, считавшееся вредным, может увеличить производство продуктов питания и биотоплива.

Сероводород – газ с острым неприятным запахом, ядовит даже в относительно невысокой концентрации и для растений, и для животных. Считается, что именно он стал основной причиной вымирания огромного количества видов живых организмов в конце Пермского периода (около 251 млн. лет назад).

Однако в малых дозах сероводород способен заметно ускорить рост растений, что можно использовать для существенного увеличения производства продуктов питания, а также биотоплива. Так полагают ученые из Университета Вашингтона.

«Мы обнаружили очень интересные вещи. Кроме всего прочего, оказалось, что в очень низких концентрациях сероводород улучшает состояние растений и повышает их сопротивляемость к негативным факторам. Это совсем не то, что мы думали обнаружить», – рассказывает Фредерик Дулей, аспирант университета, руководивший этой работой.

Дулей намеревался исследовать токсическое воздействие сероводорода на растения, но, по ошибке, использовал концентрацию газа в десять раз более низкую, чем было запланировано. Полученные результаты оказались настолько невероятными, что он был вынужден повторить эксперимент заново. Получив аналогичный эффект, он не поверил и на этот раз, стал повторять снова, и снова. «Однако в каждом повторении мы получали аналогичный результат, и могли почти наверняка сказать, что подобное явление действительно существует, – рассказывает аспирант. – До меня при исследованиях воздействия сероводорода на растения использовались более высокие концентрации».

Результаты исследований опубликованы в научном интернет-издании PLoS ONE.

При достаточно высоких концентрациях (водный раствор с концентрацией 30–100 частей на миллион) сероводород может вызвать гибель растения. Следует заметить, что даже в концентрации одна часть на миллион заметить сероводород можно по характерному запаху тухлых яиц. Дулей использовал концентрации от 1 части на миллиард и ниже. Газ растворялся в воде, которой еженедельно поливали проростки гороха, бобов и пшеницы. При более редком поливе эффект был выражен слабее, а при более частом – растения могли погибнуть.

При поливе семян пшеницы раствором сероводорода в ультранизкой концентрации, они прорастали через 1–2 дня, вместо 4–5. Используемые семена гороха и бобов имели всхожесть 40%, но при поливе раствором сероводорода этот показатель увеличивался до 60–70%.

«Семена проросли быстрее, более активно начали формировать листья и корневую систему. Мы наблюдали ускорение всех процессов внутри растения», – сказал исследователь.

Питер Уорд, научный руководитель аспиранта, профессор биологии, наук о Земле и Космосе, эксперт по массовым вымираниям видов на Земле, добавил: «Этот эффект позволяет практически удвоить урожай».

Вероятно, сероводород может образовываться за счет разложения сульфатов серными бактериями, обитающими в океанах. Предполагается, что этот процесс может быть ответственным за массовое вымирание живых организмов, которое могло иметь место в конце Пермского периода. Уорд предположил, что ускорение роста растений в ответ на ультранизкие концентрации сероводорода, может быть запрограммировано генетически. Это свойство могло закрепиться у тех видов, которые сохранились в подобные периоды массовых вымираний.

Профессор считает, что при высоких концентрациях серводород довольно быстро убивает небольшие растения, в то время как крупные имеют больше шансов на выживание. Именно этим можно объяснить наличие у растений механизма, запускающего ускоренное развитие при появлении низких концентраций сероводорода.

«Массовые вымирания убили множество видов, но после них осталось наследство, усовершенствовавшее жизнь», – говорит Уорд.

Недавно Дулей начал испытывать эффект воздействия ультранизких концентраций сероводорода на кукурузу, морковь и сою. Похоже, что эффект аналогичен тому, что было зафиксировано в первой серии экспериментов. Однако должно пройти определенное время, прежде чем данный прием войдет в сельскохозяйственную практику. Потребуется провести тщательные исследования того, не оказывают ли продукты питания, полученные из растений, обрабатываемых сероводородом, отрицательное воздействие на здоровье человека.

Гораздо вероятнее, что этот эффект в ближайшей перспективе начнет использоваться при культивировании водорослей на биотопливо. Затем, как полагает первооткрыватель данного явления, его можно будет опробовать на технических масличных культурах, также выращиваемых для производства биотоплива.

Дулей говорит, что ускорение роста и более крупные размеры растений обычно обусловлены не увеличением количества их клеток, а удлинением самих клеток. Но при обработке сероводородом зафиксировано именно увеличение количество клеток, которые становятся даже меньше, чем в контроле. А это значит, что такие растения могут иметь значительно более высокую биомассу, необходимую для производства биотоплива.

Источник

Вода с сероводородом для растений

Рецензенты: доктор биологических наук Г. В. Лебедев,

кандидат биологических наук Л. В. Денисова

Проблема загрязнения окружающей среды не случайно стала одной из самых злободневных проблем современности. В связи с интенсивным развитием промышленности и транспорта в атмосферу, гидросферу и почву поступает все большее количество вредных веществ. Каковы же пути решения проблемы защиты окружающей среды от токсических примесей?

Надо смотреть правде в глаза: невозможно превратить нашу Землю в сплошной заповедник, остановить технический прогресс. Еженедельно население земного шара, согласно статистике, увеличивается на 1 млн 400 тыс. человек. Ученые предсказывают, что к концу второго тысячелетия население земного шара достигнет шести миллиардов человек. Это население нужно прокормить, обеспечить одеждой и жилищем. Люди нуждаются во все большем количестве полезных ископаемых, в создании новых производств. Таким образом, возврат к первобытной нетронутой природе невозможен.

Как же сохранить в чистоте воздушный и водный бассейны, почву? Существуют различные подходы к решению данной проблемы. Она находится в последнее время в центре внимания мировой общественности. Важное значение указанной проблеме придается и в нашей стране.

Один из основных путей улучшения окружающей человека среды связан с усовершенствованием технологии, с прекращением поступления вредных веществ в воздушный и водный бассейны, а также в почву. Этот путь сопряжен с созданием систем очистки отходов промышленности, с установкой более совершенных фильтров и т. д.

Однако этот путь не может быть единственным. Предположим, что на предприятиях мы создали самые совершенные системы очистки. Тем не менее природная среда будет продолжать загрязняться в результате, например, попадания в нее продукции химической промышленности вследствие ее плохой упаковки, транспортировки, хранения и неумеренного использования.

И здесь уместно отметить всевозрастающую роль сельского хозяйства в загрязнении природной среды. Постоянно увеличивающиеся темпы использования в сельском хозяйстве минеральных удобрений, химических кормовых добавок, химических средств защиты растений приводят к такому загрязнению окружающей среды, с которым трудно бороться. В зонах повышенного увлажнения около 20 % удобрений, вносимых в почву, попадает в водотоки, причем очистные сооружения не могут избавить питьевую воду от этих компонентов.

Очистка воздуха и воды невозможна без затраты энергии. Между тем производство энергии на тепловых станциях также сопряжено с загрязнением окружающей среды. Так, при получении электроэнергии в количестве 1 кВт ч с помощью тепловых станций в окружающую среду попадает 14 г шлака, 80 г золы, 4 г окислов азота и ряд других веществ. Таким образом, очистка веществ в одном месте всегда сопряжена с загрязнением окружающей среды в другом. К тому же извлечение загрязняющих веществ из атмосферы и гидросферы сопряжено с их последующим захоронением, т. е. опять-таки с загрязнением определенной зоны окружающей среды.

Одним из крупнейших источников загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт, особенно в наиболее населенных городах мира (Лос-Анджелес, Нью-Йорк, Токио, Мехико). Автомобили выделяют в воздух более 200 различных веществ, многие из которых представляют опасность для здоровья людей. Усовершенствования двигателей внутреннего сгорания, приводящие к уменьшению поступления в атмосферу вредных веществ, перекрываются ростом числа автомобилей. Переход к массовому электротранспорту не может быть осуществлен быстро. На пути широкого использования электромобилей стоит целый ряд проблем: отсутствие эффективных и дешевых аккумуляторов, растущий дефицит цветных металлов, нехватка электроэнергии (по подсчетам специалистов для зарядки аккумуляторов электромобилей потребовалось бы в полтора раза больше электроэнергии, чем ее количество, вырабатываемое ныне всеми электростанциями мира), недостаточная изученность проблемы влияния электрического поля на водителей электромобилей и т. д.

Вот почему наряду с совершенствованием очистных сооружений, со всемерным ограничением поступления в окружающую среду токсических веществ, необходимо усилить работы, связанные с их удалением из природной среды. И здесь нам на помощь приходят наши друзья — растения.

Растения являются основой существования жизни на Земле. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды ими создаются органические вещества, которые служат продуктами питания человека, сырьем для промышленности и строительства, кормом животных. Растения защищают почву от ветровой эрозии, принимают участие в регулировании круговорота воды на нашей планете, оказывают влияние на климат.

За последние годы все более отчетливо вырисовывается еще одна исключительно важная функция растений — очистка природной среды от всевозрастающего количества загрязнителей. Подобно фильтру они очищают воздух от пыли, сажи и вредных газов. Некоторые из поглощенных веществ подвергаются в растительных организмах детоксикации. Образующиеся при этом нетоксические продукты могут частично выделяться в окружающую среду. Таким образом, сдвиги в экологической обстановке явились основой принципиально новых звеньев в биологическом круговороте на нашей планете. В данном процессе растения играют первостепенную роль, и ничто не может заменить их деятельности.

Нужно иметь в виду, что растения сами по себе с сильной степени страдают от загрязнения окружающей среды. Задача ученых заключается в том, чтобы выяснить механизмы устойчивости растений к вредным веществам и разработать мероприятия, направленные на защиту растений от токсических примесей. Целый ряд растений может быть широко использован для индикации загрязнений атмосферы и гидросферы. Рассмотрению этих вопросов и посвящена настоящая книга.

Глава 1. Влияние основных загрязнителей природной среды на растения

Основными источниками загрязнения атмосферы являются электростанции, работающие на угле, предприятия угольной, металлургической и химической промышленности, цементные, известковые, нефтеперерабатывающие и другие заводы, отопительные системы, а также транспорт. В последние годы пальма первенства в загрязнении атмосферы больших городов переходит к автомобильному транспорту.

Ядовитые вещества могут попадать в атмосферу не только в результате работы транспорта, промышленных и отопительных установок. Нередко они становятся достоянием природной среды из-за аварий на химических заводах. Несколько лет назад в итальянском городе Севезо произошла утечка газов в результате взрыва на химическом заводе «Икмеза». Атмосфера, вода и почва были отравлены диоксином, вызывающим у людей и животных тяжелые заболевания кожи, внутренних органов и нервной системы. В Севезо и в окружающих населенных пунктах сотни людей попали в больницы. Специалисты-медики высказывают опасения, что последствия трагедии в Севезо могут сказываться еще в течение ряда лет, поскольку некоторые заболевания, вызываемые диоксином, носят скрытый характер, проявляющийся, в частности, в виде врожденных пороков у детей тех, кто оказался подвергнутым воздействию ядовитого таза.

Большую опасность представляет попадание в природную среду ядовитых веществ в процессе проведения военных операций. Широкий резонанс в мире получило использование американскими интервентами во Вьетнаме отравляющих веществ типа «эйджент ориндж». В результате массированного распыления гербицидов в Южном Вьетнаме была уничтожена растительность почти на половине посевных площадей. Жертвами стали сотни тысяч людей. Губительные последствия использования химического оружия во Вьетнаме ощущаются и поныне.

Источник

Запах сероводорода у воды из скважины, что делать?

Спустя некоторое время после начала эксплуатации скважины поступающая из нее вода может приобрести запах сероводорода, похожий на неприятный запах, свойственный тухлым яйцам. В случае его появления необходимо выяснить и устранить причины, его вызвавшие. Если полностью устранить их нельзя, следует хотя бы воспользоваться способами очистки воды, чтобы важные характеристики воды соответствовали нормативным значениям.
Обычно сероводород выделяется анаэробными бактериями, обитающими в не содержащей кислород среде и окисляющими соединения серы. Это вещество не является единственным продуктом жизнедеятельности этих микроорганизмов, также происходит выделение и других вредных для здоровья и ухудшающих органолептические показатели питьевой воды веществ, например, диметилсульфида и меркаптанов.

Возможные причины усиления активности серных бактерий:

• Обильные дожди и подтопление значительных участков суши паводками, при которых в водоносный горизонт поступает значительное количество сульфатов и сульфидов, которые бактерии используют для питания.
• Попадание серных соединений в скважину через обсадную колонну, герметичность которой нарушена. Поступающие с грунтовыми водами органические вещества распадаются на компоненты, в том числе и сероводород в результате биохимических процессов.
• Возможно, содержащие серу породы попали внутрь скважины во время ее сооружения.
• Расположение на близком расстоянии от скважины сульфидных руд, насыщающих воду соединениями серы.

Если есть ощущение содержания в воде продуктов нефтепереработки либо хлора в дополнение к сероводородному запаху, можно заподозрить загрязнение техногенного характера. Это может произойти из-за захоронения каким-либо промышленным предприятием отходов производства, частично проникших в водоносный пласт грунта.

Последствия использования воды, содержащей сероводород

Если вода из скважины пахнет сероводородом, употребление ее для бытовых и хозяйственно-технических нужд представляет опасность отравления. При отравлении отмечается тошнота, головная боль. Если концентрация сероводорода в помещении очень высока, может произойти даже остановка дыхания или впадение в кому.

Попадание в организм растворенного в питьевой воде сероводорода вызывает окисление железа, что оказывает негативное воздействие на процессы жизнедеятельности. Это проявляется в образовании в составе крови оксигемоглобина, из-за которого затрудняется доставка эритроцитами кислорода к органам. С течением времени происходит адаптация организма к запаху сероводорода вследствие частичного или полного паралича рецепторов, отвечающих за обоняние. При этом наличие газа в воздухе не ощущается, но опасность его вдыхания не снижается.

Водой, в которой содержится сероводород, нежелательно поливать растения на приусадебном участке. Его испарения могут вызвать интоксикацию, а поступающие в почву серные соединения вредны для растений.

Дополнительным негативным последствием является высокая подверженность коррозии металлических элементов скважины и труб, по которым вода поступает в дом. Это уменьшает срок их службы и постепенно разрушает детали бытовой сантехники.

Очистка воды

Очистка воды позволит обезопасить ее для употребления и избежать негативного влияния на систему водоснабжения жилища. При выборе способа очистки следует принимать во внимание имеющиеся в воде формы соединений и их концентрацию.
Существует несколько способов очистки воды с использованием специального оборудования. Выбор наиболее подходящего из них производится после выполнения полного анализа взятых проб воды в лаборатории местной СЭС. Он позволит определить находящиеся в источнике примеси, патогенные бактерии, вирусы и их количество.
Как установлено в санитарных нормах, уровень растворенного в воде сероводорода не должен превышать 0,03 мг/л. Контролировать его концентрацию позволяет регулярное проведение анализа воды.

Правила отбора воды

Для отбора пробы используется чистая пластиковая 1,5 – 2-х литровая бутылка, в которой ранее находилась минеральная вода. Емкости из-под других видов напитков использовать нельзя, так как в них остаются частички консервантов и других составных компонентов, которые невозможно удалить даже ополаскиванием тары горячей водой.
Перед отбором воды воду следует сливать из крана на протяжении 10—15 мин. Затем бутылка тщательно ополаскивается и в нее набирается вода до горлышка, так как остающийся под крышкой воздух может способствовать окислению железа и искажению данных анализа.
На стенку бутылки нужно наклеить этикетку, на которой указать адрес, по которому находится скважина, и фамилию ее владельца. Для того чтобы находящиеся в воде сульфидные соединения были определены более точно, можно перед отбором получить в лаборатории консервант для проб на исследование уровня сероводорода.
При отборе пробы для исследования микрофлоры используется простерилизованная 0,5 литровая бутылка из стекла. После слива воды кран протирается спиртом для уничтожения находящихся на нем микроорганизмов. Во время отбора нельзя касаться руками горлышка бутылки.
Желательно, чтобы вода была доставлена не позднее 2-х часов после отбора пробы. Чтобы не было задержки проведения анализа, договориться о его проведении следует заранее.

Способы очистки

1. Обработка скважины

Можно попытаться устранить возникшую проблему самостоятельно или пригласить для решения этой задачи специалистов, например, принимавших участие в сооружении скважины.

• Так как наиболее активно деятельность бактерий, выделяющих сероводород, протекает при повышенном содержании в скважине таких элементов, как железо и магний, следует удалить накопившиеся на дне и стенах скважины отложения. Обычно такая операция позволяет устранить возникшую проблему на определенное время – не менее 1,5 – 2 лет.
• Дополнительно хорошего результата позволит достигнуть прокачка водного ресурса с удалением слоя частиц песка и глины, лежащих на дне. В этих отложениях обитает множество серобактерий, которые также будут удалены. По окончании можно засыпать дно слоем крупного щебня, который будет служить природным фильтром.
• Следующий этап – герметизация конструкции обсадной колонны. Возможно, даже потребуется ее реконструкция. Несмотря на необходимость затрат, этот этап является важным и его следует выполнить.

2. Физический способ

Так как сероводород является газообразным веществом, он улетучивается при нахождении воды в какой-либо емкости, например, ведре. Так как в современных домах вода подается по трубам, ее можно отстаивать до поступления в систему водопровода. Эту функцию выполняют дегазаторы (аэраторы) напорного и безнапорного типа. Прежде, чем производить аэрацию, воду можно подкислить.

• Безнапорный дегазатор изготавливается в виде пластикового бака большого обеъма, в который вода поступает из распылительных форсунок. Использование данного метода – душирования – насыщает ее кислородом, угнетающим серобактерии и окисляющим растворенный в ней сероводород, испаряющийся в воздух. Ускорения этих процессов позволяет добиться установка в емкость кислородного компрессора. Оборудование монтируется под крышей здания, движение воды из него производится самотеком.
• Напорный дегазатор имеет меньший объем. Вода в него подается на дно бака и максимально насыщается кислородом, который нагнетается специальным насосом. Данный вид аэратора можно устанавливать на цокольном или первом этаже здания.

3. Химический метод

В основе метода лежит реакция окисления сероводорода, но не с помощью кислорода, а перекиси водорода, озона, гипохлорита натрия. Образующиеся при этом нерастворимые в воде соединения останавливаются фильтром, содержащим активные окисляющие реагенты. Результатом является нейтрализация газа с образованием нерастворимого осадка. Этот метод очистки используется в работе оборудования для очищения воды. Вода, поступающая в водопроводную систему, не содержит загрязнений и пригодна для питья.

4. Сорбционно-каталитический метод

Этот способ основан на повышении сорбционными материалами скорости протекания реакций окисления. К наиболее эффективным сорбентам относится активированный уголь в гранулах, обладающий высокими каталитическими свойствами. Одним из его видов является Centaur®, который производится из каменного угля.
Засыпанный в капсулу фильтра сорбент дополнительно поглощает вредные вещества и производит тонкую доочистку воды. Спустя некоторое время происходит заполнение пор в активированном угле, поэтому следует регулярно выполнять замену адсорбирующих блоков.
Этот метод очистки наиболее часто применяется при автономном снабжении жилища водой из скважины. Преимуществом данного оборудования являются небольшие размеры, отсутствие шума и затрат на электроэнергию. Длительность эксплуатации фильтра увеличивается возможностью регенерации периодическим промыванием, которую можно проводить несколько раз.
Но при высокой концентрации сероводорода для этого метода очистки необходимо создание в воде значительного содержания кислорода, в таких случаях его применяют одновременно с методом аэрации напорного типа.

Появление запаха после нагрева воды

Если после того, как проведена очистка скважины, ощущается запах сероводорода после нагревания в бойлере, можно предположить, что причина данного явления заключается в скоплении на поверхности ТЭНов соляных отложений, внутри которых размножились сульфатредуцирующие бактерии. Для его устранения достаточно тщательно промыть водонагреватель, а затем установить на подводящей к нему воду трубе сорбционный фильтр.

Использование фильтров, производящих обезжелезивание

Различают пять различных видов соединений железа, которые могут находиться в скважине. Процесс обезжелезивания заключается в вызывании реакций окислительного характера, сопровождающихся выпадением железа в виде осадка с последующим его удалением методом фильтрации. Достигнуть хорошего результата позволит правильный подбор дозы веществ-реагентов.
На входящей в дом трубе устанавливаются специальные фильтры, внутренняя поверхность которых содержит окислительный состав. При прохождении фильтра происходит его реакция с растворенным в воде металлом, который выпадает в виде твердого осадка. Для того чтобы качество очистки не снижалось, фильтры необходимо регулярно менять.
Модульные системы для очистки воды современного типа включают колонну для аэрации, блок, в котором происходит окисление и тонко очищающие сорбционные фильтры. Это позволяет выполнять комплексное полное очищение воды.

Источник