ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ В УДАЛЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

В данной обзорной статье рассмотрены современные исследования, посвящённые проблеме загрязнения сточных вод машиностроительных предприятий тяжёлыми металлами и возможностям их биологической очистки с использованием микроводорослей. Проанализированы основные источники формирования промышленных сточных вод, их химический состав и ориентировочные показатели предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ. Рассмотрены ограничения традиционных физико-химических методов очистки, включая высокие затраты, ограниченную эффективность и экологические риски. В работе подробно описаны механизмы биоремедиации с участием микроводорослей, включая процессы биосорбции, биоаккумуляции и комплексообразования. Освещены биологические особенности микроводорослей, роль функциональных групп клеточной стенки в связывании ионов металлов, а также влияние факторов среды на эффективность очистки.

Приведены данные о биологических характеристиках Chlorella vulgaris, устойчивости к загрязнению и высокой эффективности удаления тяжёлых металлов в различных условиях. Представлено сравнение эффективности различных видов микроводорослей. Проанализированы преимущества и ограничения микроводорослевой очистки с точки зрения экологической безопасности, экономической целесообразности и устойчивости к изменяющимся условиям среды. 

В заключение сделан вывод о перспективности применения Chlorella vulgaris для экологически безопасной и экономически эффективной очистки сточных вод от тяжёлых металлов и подчёркнута необходимость дальнейших исследований в данной области.

1. Alloway B.J. Heavy Metals in Soils: Trace Metals and Metalloids in Soils and Their Bioavailability. - Dordrecht: Springer, 2013. - 614 с. - https://doi.org/10.1007/978-94-007-4470-7

2. Tchounwou P.B., Yedjou C.G., Patlolla A.K., Sutton D.J. Heavy Metals Toxicity and the Environment // EXS. - 2012. - Том 101. - С. 133-164. - https://doi.org/10.1007/978-3-7643-8340-4_6

3. Qasem N.A.A., Mohammed R.H., Lawal D.U. Removal of Heavy Metal Ions from Wastewater: A Comprehensive and Critical Review // npj Clean Water. - 2021. - Том 4. - Статья 36. - https://doi.org/10.1038/s41545-021-00127-0

4. Mahlangu D., Mphahlele K., De Paola F., Mthombeni N.H. Microalgae-Mediated Biosorption for Effective Heavy Metals Removal from Wastewater: A Review // Water. - 2024. - Том 16, № 5. - Статья 718. - https://doi.org/10.3390/w16050718

5. Metal Processing Wastewater Components // Almawatech. - URL: https://www.almawatech.com/en/waste-water/metal-processing/ (дата обращения: 20.02.26).

6. Sources of Heavy Metals in Industrial Wastewater // Almawatech. - URL: https://www.almawatech.com/en/waste-water/heavy-metals/ (дата обращения: 22.02.26).

7. Классификация компонентов сточных вод // Промышленные и другие виды сточных вод. - ISSN 1728-8975. - URL: https://rmebrk.kz/journals/703/25946.pdf (дата обращения: 04.03.26).

8. Тяжелые металлы в пресных водах Казахстана и методологические подходы. - URL: https://ks.dku.kz/documents/67/7._Heavy_Metals_in_Fresh_Waters_of_Kazakhstan_and_Methodological_Approaches_RUS.pdf (дата обращения: 11.03.26).

9. Leong Y.K., Chang J.-S. Bioremediation of Heavy Metals Using Microalgae: Recent Advances and Mechanisms // Bioresource Technology. - 2020. - Том 303. - Статья 122886. - https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.122886

10. Al-Jabri H., Das P., Khan S., Thaher M., AbdulQuadir M. Treatment of Wastewaters by Microalgae and the Potential Applications of the Produced Biomass: A Review // Water. - 2021. - Том 13, № 1. - Статья 27. - https://doi.org/10.3390/w13010027

11. Xu K., Du M., Yao R., Luo J., Chen Z., Li C., Lei A., Wang J. Microalgae-Mediated Heavy Metal Removal in Wastewater Treatment: Mechanisms, Influencing Factors, and Novel Techniques // Algal Research. - 2024. - Том 82. - Статья 103645. - https://doi.org/10.1016/j.algal.2024.103645

12. Yang X.-Y., Wei Y.-X., Su Y.-Q., Zhang Z.-W., Tang X.-Y., Chen Y.-E., Yuan M., Yuan S. The Strategies Microalgae Adopt to Counteract the Toxic Effect of Heavy Metals // Microorganisms. - 2025. - Том 13, № 5. - Статья 989. - https://doi.org/10.3390/microorganisms13050989

13. Mahlangu D., Mphahlele K., De Paola F., Mthombeni N.H. Microalgae-Mediated Biosorption for Effective Heavy Metals Removal from Wastewater: A Review // Water. - 2024. - Том 16, № 5. - Статья 718. - https://doi.org/10.3390/w16050718

14. Aslam A., Kanwal F., Javied S. et al. Microbial Biosorption: A Sustainable Approach for Metal Removal and Environmental Remediation // International Journal of Environmental Science and Technology. - 2025. - Том 22. - С. 13245-13276. - https://doi.org/10.1007/s13762-025-06611-1

15. Xiao X., Li W., Jin M., Zhang L., Qin L., Geng W. Responses and Tolerance Mechanisms of Microalgae to Heavy Metal Stress: A Review // Marine Environmental Research. - 2023. - Том 183. - Статья 105805. - https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2022.105805

16. Зайцев В.В., Петряков В.В., Зайцева Л.М., Махимова Ж.Н. Влияние питательной среды на морфологические особенности и жизнеспособность клеток микроводоросли Chlorella vulgaris Beijer // Самарский научный вестник. - 2022. - Том 11, № 2. - С. 52-56. - https://doi.org/10.55355/snv2022112107

17. Микроводоросль Chlorella vulgaris. - URL: https://bioaa.info/index.php/186-2010-01-28-12-03-56 (дата обращения: 02.04.26).

18. Kyratzopoulou E., Kyzaki N., Malletzidou L., Nerantzis E., Kazakis N.A. The Efficiency of Chlorella vulgaris in Heavy Metal Removal: A Comparative Study of Mono- and Multi-Component Metal Systems // Clean Technologies. - 2025. - Том 7, № 2. - Статья 35. - https://doi.org/10.3390/cleantechnol7020035

19. Киреева Н.А., Кабиров Т.Р., Дубовик И.Е. Комплексное биотестирование нефтезагрязненных почв // Теоретическая и прикладная экология. - 2007. - № 1. - С. 65-69. - https://doi.org/10.25750/1995-4301-2007-1-041-45

20. Kyratzopoulou E., Kyzaki N., Malletzidou L., Nerantzis E., Kazakis N.A. The Efficiency of Chlorella vulgaris in Heavy Metal Removal: A Comparative Study of Mono- and Multi-Component Metal Systems // Clean Technologies. - 2025. - Том 7, № 2. - Статья 35. - https://doi.org/10.3390/cleantechnol7020035

21. Reda M. Heavy Metals Removal by Using Chlorella vulgaris Microalgae/Zinc Oxide Nanocomposite for Wastewater Treatment in Menyet El-Nasr, Egypt // Biochemistry Letters. - 2023. - Том 19, № 1. - С. 27-36. - https://doi.org/10.21608/blj.2023.294659

22. Mosleh Y., Mofeed J., Heham S., Nafea E.S. Eco-Friendly Biosorption of Heavy Metals by Chlorella vulgaris: A Green Solution for Wastewater Remediation // Egyptian Journal of Aquatic Biology and Fisheries. - 2025. - https://doi.org/10.21608/ejabf.2025.433979

23. Mahlangu D., Mphahlele K., De Paola F., Mthombeni N.H. Microalgae-Mediated Biosorption for Effective Heavy Metals Removal from Wastewater: A Review // Water. - 2024. - Том 16, № 5. - Статья 718. - https://doi.org/10.3390/w16050718

24. Yang X.-Y., Wei Y.-X., Su Y.-Q., Zhang Z.-W., Tang X.-Y., Chen Y.-E., Yuan M., Yuan S. The Strategies Microalgae Adopt to Counteract the Toxic Effect of Heavy Metals // Microorganisms. - 2025. - Том 13, № 5. - Статья 989. - https://doi.org/10.3390/microorganisms13050989

25. Pradana A.B., Buchori L., Pratama W.D., Pratiwi W.Z., Hadiyanto. Immobilized Algae for Heavy Metals Remediation in Textile Wastewater // Journal of Emerging Science and Engineering. - 2023. - Том 1, № 2. - С. 51-56. - https://doi.org/10.61435/jese.2023.10

26. Карпов М.В., Наумова О.В., Жиздюк А.А., Малышева А.А. Перспективы использования культивированных водорослей хлореллы при доочистке и обеззараживании сточных вод на очистных сооружениях // Аграрный научный журнал. - 2023. - № 1. - С. 150-154. - https://doi.org/10.28983/asj.y2023i1pp150-154