НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ





предыдущая главасодержаниеследующая глава

2. Значение водорослей в народном хозяйстве

Возможности использования водорослей человеком и значение их в народном хозяйстве многогранны и далеко еще не исчерпаны. В основном можно наметить два пути влияния водорослей на жизнь человека. Первый, так оказать - косвенный путь, когда на хозяйстве отражаются те естественные процессы, которые вызывают водоросли в природе, и человек, учитывая эти процессы, пытается активным вмешательством в природу увеличить их положительное или уменьшить отрицательное значение. Второй путь - это путь непосредственного использования водорослей как растительных продуктов или как сырья для получения различных содержащихся в них веществ. Тем или иным путем, но водоросли играют роль, можно сказать, почти во всех отраслях хозяйственной деятельности человека. Особенно велико значение морских бентосных водорослей. Они используются как пищевой продукт, как корм для сельскохозяйственных животных, как удобрение; находят разнообразное применение в промышленности, где служат источником для получения ряда ценных веществ; играют определенную роль в медицине как лекарственные вещества. Ниже мы остановимся только на значении в народном хозяйстве водорослей континентальных бассейнов (а также водорослей, живущих вне воды). Роль их столь значительна, что управление жизнью водоемов, являющееся центральной задачей советской гидробиологии*, немыслимо без учета водорослевого населения и активного воздействия на него.

* (Гидробиология, по определению акад. С. А. Зернова (1949), есть наука, изучающая причинную связь и взаимоотношения между водными организмами и окружающей их средой, как живой, так и мертвой.)

Значение водорослей в рыбном хозяйстве

Мы уже отмечали, что водоросли, как созидатели органического вещества в воде, являются той первопищей, без которой невозможно существование всех остальных водных организмов, в том числе, конечно, и рыб. Поэтому рыбы прямо или косвенно, но целиком зависят от водорослей, и не будет преувеличением сказать, что без водорослей не было бы и рыбного хозяйства.

Некоторые рыбы непосредственно питаются водорослями, хотя чисто растительноядных видов среди них немного. Так, например, есть указания на то, что в основном фитопланктоном питается толстолоб, толпыга, севанская хромуля, отчасти белый амур и др.; крупные бентосные водоросли, в зарослях которых часто находят себе приют многие рыбы (особенно молодь), нередко поедаются лещом, плотвой, воблой и др. Кроме того, растительный планктон нередко служит пищей многим малькам.

Однако наибольшее значение водоросли имеют в качестве пищи для тех животных, которые поедаются рыбами, особенно для форм, относящихся к зоопланктону. Растительный планктон является основой их питания, вследствие чего развитие животного планктона всегда зависит от планктонных водорослей*. В свою очередь, планктонные животные составляют пищу многих рыб. Прежде всего, главным образом планктонными ракообразными питаются мальки рыб. Интересно, что это справедливо даже для таких хищных рыб как, например, щука, судак и др. В молодом возрасте зоопланктон потребляют также сазан, зеркальный карп, лещ и др. Но многие рыбы питаются планктоном и во взрослом состоянии (например, сиг, ряпушка, снеток и т. д.). Наконец, некоторые рыбы при отсутствии свойственной им пищи могут переходить на питание планктоном (например, взрослая плотва).

* (Следует, впрочем, иметь в виду, что пищевая ценность разных водорослей для зоопланктона неодинакова. Так, например, дафнии (Daphnia magna) лучше усваивают зеленую водоросль Chlorella, чем синезеленую Oscillatoria. Кроме того, пищевое значение имеют бактерии, мертвые органические частицы (так называемый детрит) и, по некоторым данным, растворенное органическое вещество.)

Химический анализ планктонных водорослей показывает, что по питательности они не уступают хорошему сену. То же можно сказать и о бентосных водорослях. И те и другие являются поэтому вполне пригодной пищей для водных животных, могущей в конечном счете обеспечить упитанность рыб.

В связи с таким значением водорослей для рыбного хозяйства неоднократно делались попытки увеличения рыбной продуктивности водоемов путем повышения биомассы водорослей. Одним из способов достижения этой цели является удобрение водоемов, за последние годы получающее все большее распространение не только по отношению к рыбоводным прудам, но и к естественным водоемам. Такое удобрение производится так же, как удобрение почвы, т. е. путем внесения в воду или на дно водоема при спуске воды навоза, гниющих листьев и пр. Полезным органическим удобрением оказываются скошенные водные растения. Иногда применяется также засев спущенных прудов кормовыми и другими растениями, что не только обогащает воду нужными веществами, но и способствует разрыхлению дна.

Следует, однако, иметь в виду, что при неумеренном применении органических удобрений есть опасность чересчур загрязнить водоем и вызвать заражение воды гниющими веществами, что гибельно отражается на рыбах. Поэтому часто предпочитают различные сорта минеральных удобрений - те же, которыми удобряются и сельскохозяйственные угодья (суперфосфат, томасов шлак, сульфат аммония и др.). Хороший результат дает также удобрение органическими веществами (например, навозом) в сочетании с минеральными (суперфосфатом). Широкое применение этого метода рыбоводами-передовиками способствует в нерестовых прудах* созданию кормовой базы (преимущественно из планктонных ракообразных), достаточной для питания мальков.

* (Так называются пруды, служащие для метания икры и выхода мальков.)

Правильно и своевременно проведенное удобрение водоема дает весьма положительный эффект. Так, например, в одном из опытов удобрения пруда кровяной мукой содержание азота в зоопланктоне (т. е. в рыбной пище) повысилось с 9,37% до 11,16%. В результате упитанности зоопланктона происходил более быстрый нагул рыбы, и учет уловов показал полную рентабельность данного мероприятия. Наблюдения в течение ряда лет показывают, что в прудах, удобренных суперфосфатом и калием, прирост рыбы увеличивается в среднем почти вдвое, а в отдельных случаях и значительно больше (до 10 раз). Особенно интересны недавно проведенные у нас опыты по внесению удобрений не по всему дну прудов, а в некоторые, наиболее застойные прибрежные участки; вместе с удобрениями вносились и культуры водорослей (опыты ставились на сиговых выростных прудах Ропшинского рыбхоза). Этот метод, не меняя режима прудов в целом, позволял создавать в них особенно богатые живыми кормами зоны, куда стаи мальков сига приходили на кормежку.

Наряду с положительной ролью, водоросли могут причинять рыбному хозяйству также и вред. Наиболее существенный вред наносят планктонные водоросли, когда они, размножаясь в несметном количестве, вызывают "цветение воды" (см. ранее), что часто влечет за собой вытеснение планктонных животных и, как следствие этого, снижение кормовой ценности планктона. "Цветение воды" иногда сопровождается и замором рыбы. Связь этих явлений вполне понятна, так как после отмирания массы планктона начинаются процессы гниения, которые не только лишают воду необходимого для рыб кислорода, но и сильно повышают в ней содержание углекислоты и ядовитых продуктов органического распада. С другой стороны, наблюдался случай, когда осевшая на дно масса синезеленых водорослей, отмерших после "цветения воды", толстым слоем покрыла отложенную рыбой икру, вследствие чего часть мальков не вывелась, а появившиеся погибли от закупорки жабр. Далее, известно, что на Волге в районе Астрахани масса планктонной диатомеи Melosira (а также зеленой нитчатки Spirogyra и некоторых других) иногда настолько забивает ячеи рыбацких сетей, что лов рыбы на время прекращается. То же наблюдается и в оз. Ильмене. Водоросли принимают участие также во вредном для рыбного хозяйства обмелении водоемов путем заиления их благодаря осаждению планктона и нарастанию бентоса. В зарастании водоемов, которое, достигая чрезмерной степени, тоже отрицательно сказывается на рыбном населении, значительную роль играют харовые водоросли. Наконец, отмечено, что некоторые планктонные синезеленые водоросли (из рода Microcystis) вырабатывают ядовитые вещества, действующие отравляющим образом на высших животных.

Вред, приносимый "цветением воды", естественно, заставляет уделять этому явлению особое внимание в смысле выявления факторов, вызывающих "цветение", возможности предвидеть его и бороться с ним. В этом отношении за последние годы достигнуты определенные успехи.

Для предсказания "цветения" большое значение имеет разработанный главным образом советскими исследователями метод специальных лабораторных культур (так называемый "метод гидробиологической производительности"), сводящийся к тому, что пробы воды из исследуемого водоема, вместе с находящимся в них фитопланктоном, ставятся в особо благоприятные условия для водорослей (постоянная температура в 21-25°С, длительное яркое освещение). В результате развитие водорослей в опыте опережает их вегетацию в водоеме на 3-6 дней, причем общий ход развития воспроизводит то, что с некоторым опозданием происходит и в природе. В частности, "цветение воды" в опытных колбах на указанный срок опережает "цветение" в водоеме. Своевременный прогноз наступления "цветения воды" имеет большое значение как для подготовки очистных сооружений водопровода (см. далее), так и для наиболее эффективной борьбы с "цветением".

Что касается мер борьбы с "цветением воды", то таковых известно несколько. Из химических мер борьбы наибольшее значение имеет купоросование, т. е. внесение в водоем (если он не очень велик) медного купороса в таком количестве, которое не вредно для животных и человека и вместе с тем достаточно, чтобы воспрепятствовать массовому развитию планктонных водорослей. Этот метод должен применяться, однако, с большой осторожностью, так как одна и та же доза медного купороса действует на организмы различно в зависимости от ряда других условий (в первую очередь, от содержания в воде органических веществ). Наилучший эффект он дает в качестве предупредительного средства, применяемого до начала максимального "цветения". Из физических мер борьбы определенное значение имеет искусственное увеличение мутности воды (уменьшающее количество света в ее толще). Наконец, известны и биологические методы борьбы с "цветением": создание на путях поступления воды в водоем особых "биофильтров" из нитчатых водорослей. Последние, поглощая питательные вещества из воды, тем самым понижают их содержание в водоеме, что до известной степени страхует его от "цветения".

Значение водорослей в коммунальном хозяйстве

Качество питьевой воды имеет для человека первостепенное значение, особенно в городах, где естественные воды нередко сильно загрязнены, а вода подается в жилища водопроводом. Понятно, что водоросли, как преимущественно водные обитатели, не могут не оказывать определенного влияния на совокупность мероприятий коммунального хозяйства, связанных с водой. Начнем с их положительной роли.

Как известно, речная вода, загрязненная в черте города канализационными и другими сточными водами, на некотором расстоянии ниже города снова становится совершенно чистой. Такая естественная очистка (самоочищение) происходит в силу того, что, помимо осаждения твердых частиц, в загрязненной воде поселяются разнообразные организмы, питающиеся находящимися в ней органическими веществами, которые они в конечном итоге полностью потребляют, а затем, вследствие этого, и сами погибают.

На первых стадиях самоочищения главенствующая роль принадлежит гнилостным и другим бактериям и сапрофитным грибам, а в последующем не малое значение имеют также и водоросли, так как многие из них, как мы знаем, способны питаться готовыми органическими соединениями. Кроме того, как было указано выше, выделяемый водорослями в процессе фотосинтеза кислород усиливает в воде процессы окисления и окончательной минерализации органических продуктов. То же самое происходит, конечно, и в замкнутых водоемах, как озера и пруды.

Пользуясь указанными свойствами водных организмов, устраивают отстойные бассейны и различные биологические фильтры, в которых происходит очень энергичная биологическая очистка воды, поступающей затем в реки, озера и пруды, где она окончательно очищается при немалом участии водорослей. На полях орошения содержащиеся в канализационной воде органические вещества используются как удобрение. Канализационная вода орошает поля (где выращиваются те или иные культурные растения), а излишек ее, профильтровываясь через землю и песок, по дренажным трубам поступает в водоем.

В зависимости от степени органического загрязнения, различают воды: полисапробные, α-мезосапробные, β-мезосапробные и олигосапробные. Полисапробными называют воды, находящиеся на первых ступенях самоочищения и весьма сильно загрязненные легко разлагающимися высокомолекулярными органическими веществами (белки, углеводы), α-мезосапробные воды представляют собой слабо очищенные воды, близкие к полисапробным, но здесь распад белков доходит до аминокислот, амидов, амидокислот и аммонийных соединений. β-мезосапробные воды биологически уже хорошо очищены; в них преобладают продукты минерализации белков: аммонийные соединения, нитриты, нитраты и др.; в отличие от двух предшествующих групп (особенно, от первой), они характеризуются также энергично идущими окислительными процессами и нередко богаты кислородом. Наконец, олигосапробные воды практически чисты (например, большие озера, родниковые ключи).

Не все организмы (в частности, водоросли) выносят одно и то же количество органических веществ. Одни хорошо развиваются лишь при большом загрязнении, а при уменьшении органических веществ погибают, на смену им приходят другие, и, наконец, имеются такие, которые могут развиваться только в чистой воде. Разные формы оказываются в разной степени чувствительными к загрязнению, но некоторые в этом отношении весьма чутко реагируют на качество воды. Зная степень органического загрязнения, при которой живут определенные водоросли и другие водные организмы, можно, очевидно, решать и обратную задачу, а именно - по наличию тех или иных организмов в воде определять степень ее загрязнения и пригодность для питья. Этот биологический анализ воды в настоящее время хорошо разработан и находит широкое применение в коммунальном хозяйстве при санитарной охране воды и оценке возможности использования ее для питья. С этой целью выявлено несколько сот особенно чувствительных к степени загрязнения воды организмов (так называемых показательных форм), в том числе и водорослей. Среди них, в соответствии с указанными выше четырьмя группами вод, различают полисапробов, α-мезосапробов, β-мезосапробов и олигосапробов. По нахождению в воде комплекса показательных организмов можно судить о степени загрязненности воды исследуемого бассейна, а, следовательно, и о качестве данной воды с санитарной точки зрения.

Отрицательное значение водорослей в коммунальном хозяйстве наиболее отчетливо проявляется при непосредственной эксплоатации водоемов в качестве источников питьевого и промышленного водоснабжения. По степени причиняемого вреда на первое место необходимо поставить случаи "цветения воды", отрицательная роль которого в рыбном хозяйстве отмечена выше (см. ранее).

Резкое изменение режима водоема и химического состава воды, вызванное массовым развитием планктонных водорослей, сильно отражается, конечно, и на ее питьевых достоинствах. Вода приобретает неприятный запах и вкус, различающиеся в зависимости от водоросли, вызвавшей "цветение". Так, например, вода, "цветущая" синезеленой водорослью Aphanizomenon, пахнет травой, "цветущая" диатомеей Asterionella - рыбой, "цветение" хризомонадами, как уже указывалось выше, вызывает характерный запах трескового жира и т. д. Когда же планктон начинает отмирать, вода приобретает гнилостный запах и вкус и становится непригодной для питья. Для восстановления вкусовых качеств воды иногда приходится устраивать дополнительные сооружения для ее очистки (путем аэрации и углевания), которые, однако, далеко не всегда полностью достигают своей цели.

Кроме того, развившийся в избытке планктон оказывает и чисто механическое вредное влияние, так как засоряет различные водонасосные сооружения: фильтровальные устройства водопроводных станций, конденсаторы гидроэлектростанций и т. п. Все это особенно сильно сказывается на эксплоатации водохранилищ, количество которых в СССР быстро растет с каждым годом в связи с промышленным освоением новых территорий. Так, например, в Днепровском водохранилище (озеро Ленина) в 1934 году с половины июля до конца августа сильное "цветение воды" привело к полной закупорке фильтров насосной станции Днепропетровского водопровода, вследствие чего их пришлось временно выключить. В другом случае из-за "цветения воды" фильтры насосной станции приходилось промывать до 43 раз в сутки вместо обычного 1 раза, и таких примеров, конечно, не мало. Огромный вред приносит "цветение воды" водохранилищам Донбасса, особенно важным здесь из-за бедности района проточными и грунтовыми водами. Естественно, что уже давно возник вопрос о мерах борьбы с вредным влиянием "цветения воды" на эксплоатацию водохранилищ, на чем мы останавливались выше (см. ранее). Наконец, такие процессы как заиление водоемов (а, следовательно, и обмеление их), их зарастание и др. - являются вредными не только для рыбного хозяйства (что было отмечено выше), но и для использования их в коммунальном хозяйстве. В этом отношении советским гидробиологам предстоит еще большая работа, так как состояние многих водохранилищ СССР настойчиво требует улучшения.

Значение водорослей в медицине

Мы уже указывали, что некоторые морские водоросли обладают лечебными свойствами и используются в качестве лекарственных веществ. Что же касается водорослей континентальных водоемов, то в настоящее время такого применения они не находят. Однако некогда они употреблялись при лечении ряда заболеваний. По крайней мере, в некоторых работах по ботанике и фармации, опубликованных в первой половине 19-го века, приводятся данные об успешном использовании нитчатых зеленых водорослей при лечении ушибов, опухолей, для успокоения боли и даже для лечения переломов (при этом водоросль прикладывалась к больному месту). В последние годы в ботанической литературе появились указания на способность некоторых зеленых водорослей (Chlorella vulgaris) вырабатывать антибиотики, обладающие резко выраженными антибактериальными свойствами по отношению к ряду патогенных микроорганизмов, но возможность их лечебного применения еще не изучена.

Зато большую роль водоросли континентальных водоемов играют в образовании лечебных грязей. Использование лечебных грязей получило очень широкое распространение, особенно у нас, где ежегодно десятки тысяч трудящихся проходят курс лечения в грязелечебницах при разнообразных, преимущественно хронических, заболеваниях: ревматизме, подагре, некоторых расстройствах нервной системы и т. п. Грязевые месторождения в СССР весьма многочисленны, особенно на юге по побережью" Черного и Азовского морей и на Северном Кавказе, но встречаются также на севере и в Западной и Восточной Сибири.

Лечебная грязь образуется в результате взаимодействия ила, растворенных в воде солей и микроорганизмов. Она состоит из смеси минеральных частиц и сложного" комплекса продуктов, получающихся от разложения органической массы деятельностью микробов. В большинстве случаев такой исходной органической массой являются водоросли. Так, например, в Мойнакском горькосоленом озере близ г. Евпатории (в Крыму) лечебная грязь имеет исходным материалом почти чистую культуру синезеленой водоросли Chlorogloea sarcinoides (рис. 77, 2, 3). В других водоемах в образовании грязи участвуют и другие водоросли.

Образование лечебной грязи - процесс чрезвычайно сложный и в естественных условиях протекающий очень, медленно. До тех пор, пока потребление грязи было небольшим, этому не придавали серьезного значения, но с расширением грязелечения это привело к уменьшению и нехватке грязи. Тогда начались многочисленные и всесторонние исследования процессов грязеобразования, которые позволили не только наладить планомерное восстановление отработанной естественной грязи, но и искусственное ее получение с применением водорослей.

Значение водорослей как пищевого продукта

Человек употребляет в пищу главным образом морские водоросли, но для той же цели могут служить и некоторые пресноводные и наземные синезеленые водоросли, образующие крупные колонии или скапливающиеся большими компактными массами. Таковы крупные представители сем. Nostocaceae, характеризующиеся обильной продукцией слизи. Среди них известны три съедобных вида.

Один из них - Sphaeronostoc pruniforme (рис. 85) - обитает на дне водоемов или свободно плавает в воде. Его крупные шаровидные или эллипсоидные слизисто-хрящеватые колонии достигают величины куриного яйца и нередко встречаются (особенно, в северных областях) в значительном количестве. Имеются указания, что эта водоросль охотно употребляется в пищу китайцами, которые ценят ее как дешевый пищевой продукт.

Рис. 85. Съедобная водоросль Sphaeronostoc pruniforme. 1, 2 - колонии в натуральную величину. 3 - части трех нитей из колонии под микроскопом. а - гетероциста (пограничная клетка)
Рис. 85. Съедобная водоросль Sphaeronostoc pruniforme. 1, 2 - колонии в натуральную величину. 3 - части трех нитей из колонии под микроскопом. а - гетероциста (пограничная клетка)

Точно так же считается съедобным широко распространенный на почвах Stratonostoc commune (рис. 81), образующий свободно лежащие пластинчатые слизистые колонии. Распространен он положительно повсюду - от крайнего севера до юга, но особенно обилен в степях и полупустынях (см. выше). По свидетельству нашего известного путешественника Потанина, по-монгольски он называется "гадзырен-курус", по-тангутски - "пансы" и в Монголии его "едят, варят с мясом и навар сливают с рцамбой".

Третий вид - Nematonostoc flagelliforme (рис. 86) - обитает на сухих бесплодных почвах и в сухом состоянии характеризуется довольно крупными, напоминающими войлок, дерновинами из тонких, спутанных нитей темного, почти черного цвета. Он наиболее широко распространен в Китае, где его называют "волосы земли". По данным путешественников, местное население высоко ценит его как лакомство и употребляет в пищу по праздникам и в торжественных случаях. Собранный в местах распространения, он перевозится вьюками и продается по довольно высокой цене. В СССР эта водоросль встречается, повидимому, по всей полупустынной зоне нашего юго-востока.

Рис. 86. Съедобная водоросль Nematonostoc flagelliforme. 1 - часть дерновины сухого спрессованного экземпляра в натуральную величину. 2 - размоченные участки нитей, составляющих дерновину, в натуральную величину. 3, 4 - продольный и поперечный разрезы таких нитей при небольшом увеличении
Рис. 86. Съедобная водоросль Nematonostoc flagelliforme. 1 - часть дерновины сухого спрессованного экземпляра в натуральную величину. 2 - размоченные участки нитей, составляющих дерновину, в натуральную величину. 3, 4 - продольный и поперечный разрезы таких нитей при небольшом увеличении

Интересный случай употребления синезеленых водорослей в пищу наблюдался в Японии. Там, на склоне некоторых вулканов, высоко над уровнем моря, происходит образование мощных пластов плотной студенистой органической массы. Однажды был обнаружен пласт толщиною в 2 фута, занимавший площадь в 1000 м2, прикрытый сверху слоем почвы около 5 см толщиной. Микроскопический анализ показал, что пласты образованы преимущественно синезелеными водорослями из родов Gloeocapsa, Gloeothece и Microcystis с примесью нескольких бактерий. Местное население называет эти скопления "тенгу-номуги-меши, что значит "ячменный хлеб тенгу" (тенгу, по поверью, - добрый горный дух) и с давних времен употребляет их в пищу. Согласно произведенному анализу, сухая, масса тенгу состоит из 86,41% органических веществ и 13,59% золы.

Значение водорослей в сельском хозяйстве

Пресноводные водоросли играют известную роль как удобрение. Для этой цели могут использоваться илы из каналов и водоемов, в образовании которых участвуют водоросли. Таким образом очистка бассейнов от ила. сочетается с утилизацией ила в сельском хозяйстве. Наряду с этим, в растениеводстве имеют значение те микроскопические водоросли, которые непосредственно населяют толщу почвенного слоя (эдафон).

Влияние микроскопических почвенных водорослей на плодородие обработанных почв, степень и направленность этого влияния - далеко еще не решенные вопросы. Тем не менее имеющиеся данные позволяют наметить здесь достаточно определенную картину. Мы уже указывали (см. ранее), что водоросли в почвах могут достигать весьма интенсивного развития, особенно в поверхностных слоях, где они, как хлорофиллоносные организмы, накапливают немало органического вещества*. Но такое их развитие влечет за собой обеднение почвы поглощенными ими минеральными солями, которое, однако, является временным, так как после отмираний водорослей соли снова переходят в активную форму. Таким образом, благодаря связыванию солей водорослями, они не так легко вымываются из почвы.

* (Роль водорослей, как гумусообразователей, особенно отчетливо видна в тех случаях, когда они являются первыми поселенцами на чисто минеральных субстратах, о чем уже говорилось выше (см. ранее).)

Кроме того, водоросли, несомненно, играют большую роль в обогащении почв азотом за счет атмосферы. В настоящее время совершенно точно доказана способность некоторых синезеленых водорослей из сем. Nostocaceae самостоятельно фиксировать свободный азот атмосферы при культивировании их на чисто минеральных средах, лишенных соединений азота. Особенно убедительны в этом отношении опыты с типично почвенной водорослью - Stratonostoc Linсkia f. muscorum (иначе обозначаемой как Nostoc muscorum). Применяя методику так называемых "меченых" атомов, т. е. экспериментируя с воздухом, обогащенным изотопом азота N15, удалось обнаружить после эксперимента повышенное содержание "меченых" атомов азота и в клетках этой водоросли. Понятно, что они могли проникнуть в клетки водоросли только благодаря фиксации свободного газообразного азота, свойственной данному виду. Правда, к азотфиксации способно, повидимому, очень ограниченное количество видов, но зато эти виды широко распространены в почвах. С другой стороны, вполне достоверен факт симбиоза почвенных водорослей с азотфиксирующими бактериями, находящими в их слизи благоприятный субстрат для развития. В настоящее время из слизи почвенных синезеленых водорослей уже выделены такие общеизвестные фиксаторы азота, как Azotobacter и Clostridium. Практики в области сельского хозяйства давно уже заметили, что быстрое позеленение вспаханного поля (благодаря массовому развитию почвенных водорослей) предвещает хороший урожай, и положительная роль эдафона как фактора урожайности не подлежит ни малейшему сомнению.

Укажем, наконец, что в болотистых почвах водоросли в значительной мере облегчают аэрацию корней высших растений, так как в процессе фотосинтеза выделяют кислород, растворяющийся в воде.

Значение водорослей в промышленности

Возможности использования водорослей в качестве сырья для получения различных промышленных продуктов поистине огромны. Трудно найти другую группу растений, которая в атом отношении превосходила бы водоросли. Основная роль принадлежит здесь химической промышленности, которая перерабатывает водоросли или образовавшиеся из них естественные продукты. В свою очередь продукция химической промышленности или непосредственно используется человеком, или применяется в других промышленных предприятиях при выделке тех или иных изделий. Рассмотрим главнейшие примеры, касающиеся только водорослей континентальных водоемов.

Мы уже указывали (см. ранее), что на дне пресных и соленых озер, в результате мощных отложений отмерших водных организмов, преимущественно планктонных водорослей, иногда образуется сапропель. Последний представляет собой результат биохимического изменения илов. Считают, что сапропели дали начало различного рода каменным углям, некоторым торфам, многим горючим сланцам и, возможно, нефти. Таким образом, некоторые ископаемые производные сапропеля являются хорошим топливом, а сами сапропели, при соответствующей обработке, дают много ценных для техники веществ. Так, при сухой перегонке сапропелей получаются: смола, подсмольная вода, газы и кокс. Из смолы добывается бензин, керосин, тяжелые масла, лак. Подсмольная вода дает спирты, органические кислоты и аммиак. Газ непосредственно используется для отопления котлов, кокс также служит топливом. Некоторые другие вещества применяются для самых разнообразных технических и промышленных целей, вплоть до выработки пластмасс, на что идут лаки или некоторые продукты обработки щелочами тяжелых масел и т. п. Насколько рентабельна перегонка сапропелей, показывает хотя бы то, что они дают до 35% смолы вместо 10-12%, обычных для газовых углей. Аналогичные результаты получаются от переработки близких к сапропелям водорослевых отложений вроде балхашита, залегающего в районе озера Балхаш, и ряда других.

Сапропели и сходные с ними образования широко распространены в СССР, в частности, в Сибири, и запасы их огромны. Толщи сапропелей достигают до 30 м и в больших озерах количества его измеряются многими тысячами и даже миллионами тонн. Ясно, что использование сапропелей, хотя бы только для получения нефтепродуктов, может иметь выдающееся значение для районов, удаленных от центров нефтедобычи.

Не меньшую роль играет, также упомянутый выше (см. ранее), диатомит. Этим именем обозначают осадочные породы, состоящие преимущественно из кремнеземных панцырей диатомовых водорослей и весьма обильные в третичных, а также в четвертичных отложениях*. Отложение диатомитов происходит и в настоящее время. Диатомиты отличаются чрезвычайно легким весом, окрашены в светлосерый, желтоватый или белый цвет и бывают, рыхлыми или плотными. Различают диатомиты континентальные (озерные) и морские. Среди кремневых пород органогенного происхождения, кроме диатомита, известны еще трепел и опока. В отличие от диатомита остатки диатомей играют в них подчиненную роль или часто вовсе отсутствуют.

* (В более древних отложениях диатомиты не найдены.)

Благодаря своеобразным физическим особенностям (большая пористость, малый удельный вес и пр.) и химическим свойствам (кислотоупорность, состав почти из чистого кремнезема) диатомит (часто также трепел, а иногда и опока) находит себе разнообразное применение в. технике. Так, обладая высокими теплоизоляционными качествами и устойчивостью по отношению к температуре, он является хорошим материалом для тепловой изоляции. В строительной промышленности он идет на изготовление кирпичей (отличающихся легкостью и способностью удерживать тепло), служит заполнителем строительного бетона и используется в качестве добавки в цементе. В силу своей пористости, диатомит может служить поглотителем различных жидкостей, особенно органических. В частности, он уже давно применялся в военном деле при изготовлении динамитов, для чего его пропитывали нитроглицерином. Разнообразно использование диатомита в пищевой промышленности, где он играет важную роль в процессах фильтрования и очистки (отбелки) различных органических продуктов, находя себе применение в сахарном и маслобойном производстве, а также при очистке фруктовых соков, глицерина и т. п. В этом отношении его трудно даже вполне полноценно заменить чем-либо другим. Нефтяная промышленность использует диатомит в целях отделения нефти от воды (в нефтяных эмульсиях), для адсорбции нефтяных паров и др. Наличие остроугольных частиц делает его ценным полировочным материалом, особенно для металлов. В химической промышленности диатомит употребляется при изготовлении жидкого стекла, некоторых красок, глазури, мыла и пр. Находит он себе применение и в резиновой промышленности, при производстве пластмасс и т. д.

В СССР имеются крупные залежи диатомита, например, в Закавказье, в среднем Поволжье, на Урале и в других местах, что позволяет широко использовать эту ценную породу.

Сапропель и диатомит представляют собой более или менее видоизменившиеся остатки некогда обитавших в водоемах водорослей. Что же касается ныне живущих форм, то определенное промышленное значение имеет переработка зеленых нитчаток. Возможность их использования подсказывается самой природой. А именно, иногда удается наблюдать, что высохшие на берегу пласты нитчаток уплотняются, белеют и естественным путем превращаются в бумагу, так как клеточные оболочки многих водорослей состоят почти из чистой клетчатки (целлюлозы). Получение из них бумаги и является основным способом их использования. В свою очередь, в зависимости от способа приготовления, бумажная масса идет на выделку и других изделий.

Для выделки бумаги употребляются главным образом две нитчатки - Cladophora и близкий к ней Rhizoclonmm. Запасы этих водорослей для промышленного использования весьма значительны, особенно в Западной Сибири. В одних только озерах Барабинской и Кулундинской степей, общей площадью в несколько десятков тысяч кв. километров, ежегодная их продукция составляет не менее 100000 тонн, что дает товарный сбор в пределах 50000 тонн. По отзывам специалистов, нитчатки представляют идеальный для бумагоделания материал и дают чрезвычайно прочную бумагу, годную для печатания даже денежных знаков. В смеси с макулатурой получают различные сорта оберточной и обойной бумаги, а при специальных обработках - картон и строительные материалы.

Из сортов картона большое значение имеет теплоизоляционный и огнестойкий картон. Опыты изоляции котлов слоем такого картона толщиною в 1 см показали полную пригодность его: при температуре пара в котле в 145-150° температура изоляции на наружной поверхности не превышала 35°. В качестве строительных материалов разработано производство трех сортов, названных альгилит, альгит и гутель, а также производство войлока. Альгилит получают в виде плит из огнестойкого картона путем склейки его листов клеем из тех же водорослей (см. ниже). Он может применяться при обшивке стен временных помещений, хорошо держит гвоздь, сохраняется невредимым даже если его пропитать керосином и поджечь, при покрытии смолами служит как кровельный материал, и т. д. Альгит - фанерообразный картон, изготовляемый из пергаментированной водорослевой бумаги, пригоден для облицовки стен, изготовления мебели и других поделок. Гутель представляет собой альгилитовые плиты с ячеями, заполненными водорослевым войлоком. Употребляется он для утепления стен и для переносных временных сооружений. Наконец, войлок, получаемый из водорослей, легко пропитывается смолами и после вальцовки может служить кровельным материалом. Многими опытами была доказана также полная возможность получения из нитчаток высококачественного клея для клейки фанеры и других изделий.

В настоящее время разрабатываются методы комплексной переработки нитчаток для одновременного получения бумаги, ацетона, винного и бутилового (для искусственного каучука) спиртов, водорода и углекислоты. Дальнейшая разработка методов несомненно покажет возможность еще более разностороннего использования нитчаток.

предыдущая главасодержаниеследующая глава





© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2010-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://volimo.ru/ "VoLiMo.ru: Водоросли, лишайники, мохообразные в промышленности"