РАЗНООБРАЗИЕ И МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЛИФОСФАТ-АККУМУЛИРУЮЩИХ ОРГАНИЗМОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ

Аннотация

Эффективное удаление фосфора из сточных вод является одним из ключевых направлений в обеспечении современной экологической безопасности и рационального управления водными ресурсами. Несмотря на то, что фосфор (P) представляет собой жизненно важный биологический элемент, его избыточное поступление со сточными водами в естественные водоемы интенсифицирует процессы эвтрофикации, что приводит к деградации водных экосистем. Кроме того, чрезмерная концентрация фосфора вызывает дефицит растворенного в воде кислорода, провоцируя последующее снижение биологического разнообразия. В связи с этим очистка сточных вод от фосфора рассматривается как одна из актуальных задач охраны окружающей среды и устойчивого развития. Хотя традиционные физико-химические методы демонстрируют определенную эффективность, их применение сопряжено со значительным расходом реагентов, образованием вторичного осадка и высокими эксплуатационными затратами. С целью преодоления данных недостатков в последние годы особое внимание уделяется технологиям усиленного биологического удаления фосфора (УБУФ). Установлено, что системы УБУФ позволяют снизить содержание фосфора в сточных водах до минимальных значений без использования химических осадителей. В основе этого процесса лежит способность полифосфат-аккумулирующих организмов (ПАО) поглощать фосфор в избыточных количествах и депонировать его внутри клеток в форме полифосфатов (РolyP). Высокая эффективность удаления фосфора клетками ПАО достигается в условиях чередования анаэробных и аэробных фаз. Благодаря этому технология УБУФ позиционируется как экологически безопасное, экономически выгодное и стабильно функционирующее в долгосрочной перспективе решение. Таким образом, использование микроорганизмов для деструкции фосфорсодержащих соединений из сточных вод является перспективным направлением в современной биотехнологии очистки воды. По нашему мнению, данный подход позволит обеспечить защиту водных экосистем, повысить общую эффективность очистки сточных вод и снизить антропогенную нагрузку на окружающую среду. В настоящем обзоре систематизированы существующие пробелы в исследованиях микроорганизмов, применяемых для удаления фосфора. Особое внимание уделено их филогенетическому разнообразию и метаболическим особенностям.