Исследователи из Нанкинского университета науки и технологий представили результаты изучения влияния побочных продуктов переработки сточных вод на сельскохозяйственные экосистемы. Речь идет о жидкой фазе, образующейся в процессе гидротермальной карбонизации (ГТК) – технологии, которая позволяет преобразовывать влажные органические отходы в ресурсы без энергозатратной сушки. Получаемая жидкость богата органическим углеродом, азотом и фосфором, что делает ее потенциальной альтернативой синтетическим удобрениям для восстановления истощенных почв.
Основное внимание ученых было сосредоточено на воздействии этих соединений на перифитон – сложные сообщества микроорганизмов, водорослей и грибов, которые формируются на границе раздела воды и почвы на заливных рисовых полях. Эти биопленки играют ключевую роль в круговороте питательных веществ и производстве кислорода, обеспечивая устойчивость всей агросистемы. Эксперименты показали, что бесконтрольное применение продуктов переработки шлама способно нарушить хрупкий экологический баланс.
При введении высоких концентраций жидкой фазы в водную среду наблюдалось резкое падение уровня растворенного кислорода из-за высокого биохимического потребления. Хотя со временем фотосинтетическая активность перифитона частично восстанавливала кислородный баланс, общая биомасса микробных сообществ сокращалась. Ученые зафиксировали существенные изменения в составе микрофлоры: рост числа хищных бактерий и определенных видов водорослей сопровождался сокращением грибковых групп и микроорганизмов, типичных для здоровой среды.
Анализ показал, что избыток питательных веществ из сточных вод упрощает структуру микробных сетей, делая их менее связанными и уязвимыми к внешним стрессам. Конкуренция внутри сообществ обостряется, а их функциональный профиль смещается в сторону азотфиксации и гетеротрофного питания, что указывает на попытку адаптации к химическому дисбалансу. Суммарный показатель многофункциональности экосистемы, включающий эффективность круговорота веществ, заметно снижается при увеличении дозировки удобрений на основе шлама.
Авторы исследования указывают на двойственную природу использования таких отходов. С одной стороны, они позволяют замкнуть цикл питательных веществ и снизить зависимость от химической промышленности. С другой – их применение требует точной дозировки и постоянного контроля состояния микробиологической среды. Традиционных методов оценки чистоты воды недостаточно для предотвращения долгосрочных рисков. Необходим переход к новым протоколам управления, учитывающим не только концентрацию азота или фосфора, но и сложность трофических связей в агроэкосистемах.