vestnik Журнал "Вестник Сибирского государственного университета геосистем и технологий (СГУГиТ)" 2411-1759 ФГБОУ ВО "Сибирский государственный университет геосистем и технологий (СГУГиТ)" RU https://vestnik.sgugit.ru 10.33764/2411-1759-2023-28-1-125-132 Метрология и метрологическое обеспечение Оптический метод контроля концентрации антибиотиков в воде с целью оценки эффективности ее очистки естественным биоочистителем А. А. Чернов Чернов А. А. С. А. Степанова Степанова С. А. Г. В. Симонова Симонова Г. В. Институт химической кинетики и горения СО РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск, Российская Федерация 2023 28 1 125 132 © А. А. Чернов, С. А. Степанова, Г. В. Симонова, 2023 2023 А. А. Чернов, С. А. Степанова, Г. В. Симонова Эта статья дотупна по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная. В настоящее время большую тревогу стало вызывать загрязнение природных источников антибиотиками. Существующие очистные сооружения не решают полностью проблему сохранения пресной воды: методы очистки и контроля процесса очистки от лекарственных препаратов либо сложны, либо отсутствуют. Наиболее перспективным направлением очистки воды от загрязнителей являются биологические методы, поскольку водные растения как естественные очистители способствуют разложению загрязнителей и превращению их в безвредные или менее вредные соединения. Лидером такого типа очистителей в мире признана эйхорния (водяной гиацинт). В данной статье приводятся результаты измерений изменения концентрации антибиотика в воде, полученные оптическим методом с целью оценки эффективности процесса очистки. Выделение измерительного сигнала, обусловленного загрязнителем, осуществлялось дифференциальным способом. Выбор спектрального диапазона соответствовал максимуму поглощательной способности растворенного вещества. Концентрации примеси определялись по полученному для данного вещества градировочному графику. Результаты анализа проб показали значительное уменьшение, практически в три раза, концентрации загрязнителя в зависимости от времени очистки. В статье также обсуждается термический подход к проблеме утилизации отработанной биомассы. Проведенные эксперименты показали, что энергетическая ценность биомассы невысока и составляет менее 8 МДж/кг с большим количеством зольного остатка. Полученный результат может быть полезен для получения источника водорода и синтез-газа или выбора процесса утилизации отработанной биомассы. природные воды загрязнители концентрация антибиотики очистка воды природный водоочиститель эйхорния (водяной гиацинт) оптическая плотность энергетическая ценность natural waters contaminants water purification antibiotics natural water purifier eichornia (water hyacinth) concentration optical density energy value 1. Охрана окружающей среды в России [Электронный ресурс] // Раздел «Официальная статистика» на официальном интернет-портале Росстата. – Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/folder/11194 (дата обращения: 18.11.2022). 2. Воробьёва Л. Б., Степанова С. А. Физико-химические процессы в техносфере. – Новосибирск : СГГА, 2008. – 114 с. 3. Eid E. M., Shaltout K. H., Almuqrin A. H., Aloraini D. A., Khedher K. M., Taher M. A., Alfarhan A. H., Picó Y., Barcelo D. Uptake prediction of nine heavy metals by Eichhornia crassipes grown in irrigation canals: A biomonitoring approach // Science of The Total Environment. – 2021. – Vol. 782. – P. 146887. 4. Чачина С. Б. Использование высших водных растений: эйхорнии, ряски малой и валлиснерии спиралевидной для доочистки сточных вод ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ» // Омский научный вестник. – 2011. – № 1 (104). – С. 196–200. 5. Раимбеков К. Т. Биологическая очистка сточных вод животноводческих комплексов с использованием высших водных растений // Universum: Химия и биология. – 2017. – Т. 33, № 3. – С. 36–41. 6. Castiglioni S., Bagnati R., Fanelli R. Removal of pharmaceuticals in sewage treatment plants in Italy // Environmental Science and Technology. – 2006. – Vol. 40. – P. 357–363. 7. Kummerer K. Significance of antibiotics in the environment // Journal of Antimicrobial Chemotherapy. – 2003. – Vol. 52 (1). – P. 5–7. 8. Ben W., Pan X., Qiang Z. Occurrence and partition of antibiotics in the liquid and solid phases of swine wastewater from concentrated animal feeding operations in Shandong Province, China // Environmental Science. Processes & Impacts. – 2013. – Vol. 15. – P. 870–875. 9. Batt A. L., Bruce I. B. et al. Evaluating the vulnerability of surface waters to antibiotic con- tamination from varying wastewater treatment plant discharges // Environmental Pollution. – 2006. – Vol. 142 (2). – P. 295–302. 10. Kolpin D. W., Furlong E. T. et al. Pharmaceuticals, hormones, and other organic wastewater contaminants in US streams / 1999–2000: А national reconnaissance // Environmental Science and Technology. – 2002. – Vol. 36 (6). – P. 1202–1211. 11. Verlicchi P., Al Aukidy M., Zambello E. Occurrence of pharmaceutical compounds in urban wastewater: Removal, mass load and environmental risk after a secondary // Science of The Total Environment. – Vol. 429. – P. 123–155. 12. Batt A. L., Kim S. Comparison of occurence of antibiotics in four full-scale waste-water treatment plants with varying designs and operations // Chemosphere. – 2007. – Vol. 68 (3). – P. 428–435. 13. Основы государственной политики в области экологического развития России на период до 2030 г. [Электронный ресурс] : Утв. Президентом РФ от 30.04.2012. – Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс». 14. Охрана окружающей среды в Новосибирской области, 2010–2015 г. : статистический сборник. – Новосибирск : Территориальный орган Федеральной службы Государственной статистики по Новосибирской области, 2016. 15. Калайда М. Л. Устройство биоплато на озере Средний Кабан как биологический метод очистки вод // Экология Татарстана. – 2012. – № 4. – С. 26–30. 16. Степанова С. А., Симонова Г. В. Водяной гиацинт – естественный водоочиститель // Вестник СГУГиТ. – 2019. – Т. 24, № 1. – С. 264–276. 17. Джакупова И. Б., Султангазиева Г. С., Божбанов А. Ж. Биологический метод очистки сточных вод // ХХI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. – 2014. – № 1 (17). – С. 113–117. 18. Калайда М. Л., Хамитова М. Ф. Возможности применения эйхорнии в доочистке вод целлюлозно-бумажного комбината. Ч. 3. Особенности химического состава Eichorniacrassipes // Бутлеровские сообщения. – 2015. – Т. 44, № 1. – С. 113–121. ROI: jbc-01/15-44-11-113. 19. Степанова С. А., Симонова Г. В. Сравнительная оценка методов контроля очистки воды от загрязнителей // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. XVII Междунар. науч. конгр., 19–21 мая 2021 г., Новосибирск: сб. материалов в 8 т. Т. 8 : Национальная. науч. конф. с междунар. участием «СибОптика-2021. Актуальные вопросы высокотехнологичных отраслей». – Новосибирск : СГУГиТ, 2021. – С. 150–155. 20. Флюрик Е. А., Абрамович О. В., Змитрович А. А. Использование Eichornia crassipes для очистки сточных вод и получения кормовой добавки // Тр. Белорусского государственного технологического ун-та. Химия и технология органических веществ и биотехнология. – 2014. – № 4. – С. 155–160. 21. Пат. RU 2259961 Российская Федерация. Способ очистки стоков и воды водоемов от токсикантов / Дмитриев А. Г, Кручинин Н. А, Сокол К. А, Николаева Г. М, Кондратьев В. А.; патентообладатели Кручинин Н. А., Дмитриев А. Г. – № 2004126208/15; заявл. 31.08.2004; опубл. 10.09.2005, бюл. № 25. – 6 с. 22. Калайда М. Л., Борисова С. Д., Хамитова М. Ф., Петров А. В. Свидетельство о регистрации электронного ресурса № 19034 ИНИИПИ РАО ОФЭРНиО от 27.03.2013. Компьютерная программа моделирования работы водоочистного сооружения с использованием высшей водной растительности. «БИОПЛАТО». 23. Эйхорния – чудо-растение, очищающее сточные воды [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ecologist1.livejournal.com/35721.html?rfrom=a_forester (дата обращения: 18.11.2022). 24. Chai T. T., Ngoi J. C., Wong F. C. Herbicidal potential of Eichhornia crassipes leaf extract against Mimosa pigra and Vigna radiata // International Journal of Agriculture and Biology. – 2013. – Vol. 15, No. 5. – Р. 835–842. 25. Thien Khanh Tran, Namkeun Kim, Hoang Jyh Leu, Minh Phuc Pham, Nhat Anh Luong, Hoang Khiem Vo The production of hydrogen gas from modified water hyacinth (Eichhornia Crassipes) biomass through pyrolysis process // International Journal of Hydrogen Energy. – 2021. – Vol. 46, Issue 27. – P. 13976–13984. 26. Фотоколориметр КФК-2 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tehno.com/product.phtml?uid=B00120034583 (дата обращения: 18.11.2022).