Новый способ удаления избыточного азота из окружающей среды

Избыток азота с сельскохозяйственных и городских земель загрязняет грунтовые воды, ручьи, озера и эстуарии, вызывая вредоносное цветение водорослей и способствуя заморам рыбы. Доступные и эффективные методы удаления этого азота с полей и из городских ливневых стоков до попадания в уязвимые водоемы долгое время были неуловимы. Однако на горизонте появились простые и недорогие технологии. Недавний научный семинар по денитрификации объединил экологов, инженеров и экспертов в области политики для поиска решений.

Денитрификация — это биологический процесс, осуществляемый почвенными и водными микроорганизмами, в ходе которого реактивные формы азота превращаются в нереактивный и безвредный газообразный азот (N₂). Результаты семинара, состоявшегося в мае 2009 года в Университете Род-Айленда, опубликованы в ноябрьском специальном выпуске 2010 года научного журнала Ecological Engineering. Семинар был организован при поддержке Сети координации исследований по денитрификации (Denitrification Research Coordination Network, RCN) Национального научного фонда США (NSF).

На семинаре более 40 участников объединили свои знания для достижения цели — использования экологических принципов в инженерном проектировании для контроля азотного загрязнения. Одной из ключевых тем стала оценка нового и относительно недорогого способа очистки сточных вод и дренажа с сельхозугодий с помощью «денитрифицирующих биореакторов». Эти биореакторы используют обычные отходы, такие как древесная щепа, в качестве источника пищи для естественных микроорганизмов, которые преобразуют растворенный азот в безвредный газ азот.

Исследования, представленные в журнале из Новой Зеландии, Канады и нескольких штатов США, подтверждают, что денитрифицирующие биореакторы могут использоваться в различных условиях и эффективно работать в широком диапазоне температур. Как отмечают авторы основной статьи, такие системы успешно применяются для очистки бытовых стоков небольших населенных пунктов, септиков и отходов молочных ферм. Крупнейший испытанный биореактор в Новой Зеландии имеет размеры 200×5×2 метра и очищает стоки от выращивания томатов в теплицах.

Исследования показали, что биореакторы могут работать более десяти лет без замены древесной щепы или существенного обслуживания. Дополнительные исследования демонстрируют, что современные геопространственные данные (компьютерные карты геологических и земельных паттернов) служат инструментом поддержки решений для регулирующих и планирующих органов, помогая снизить поступление нитратов в водоемы. Также показано, что на поверхности биореакторов можно выращивать растения, что дает преимущества для биоразнообразия.