В Великобритании также накоплен определенный опыт разведения червей. На Ротамстедтской опытной станции ведутся интенсивные исследования в области экологии дождевых червей, а также использования их для переработки различных отходов, включая ОСВ очистных сооружений.
Большой практический интерес представляют также способы, в которых дождевых червей содержат на модифицированных древесных стружках, помещенных в большие заглубленные бассейны. Сверху их орошают сточной водой. Черви съедают органику, оседающую на опилках. Таким способом производится очистка сточных вод от загрязняющих веществ.
В таких странах как Италия, Нидерланды, США широко изучают применение вермикультуры для утилизации бытового мусора и ОСВ очистных сооружений. В странах ЕЭС ежегодно производится около 6 Мт ила (по СВ), причем до 30 % применяется в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Компост на основе ОСВ может содержать до 70 % гумуса. ОСВ содержат в среднем 65–75 % органических веществ в пересчете на сухой вес, азота – 2–6 %, фосфора – 0,9–6,5 %, калия – 0,2–0,5 % и ряд микроэлементов.
По содержанию азота, фосфора и калия ОСВ не уступает навозу. Однако этот способ осложняется двумя обстоятельствами: присутствием в иле патогенных организмов и токсичных элементов. Исследования по изучению влияния ОСВ канализационных очистных сооружений на червей показали, что интактные отходы вызывают гибель исследуемых червей. Решение этой проблемы возможно при добавлении к ОСВ наполнителей в пропорциях, делающих эти субстраты витальными.
Были определены виды наполнителей и их соотношений с обезвоженными и нейтрализованными ОСВ очистных сооружений канализации г. Йошкар-Ола, к которым черви могли бы адаптироваться. Адаптационные способности анализировались по следующим критериям: биомасса червей, число генераций и качество потомства. Плотность посадки червей составляла 6 половозрелых особей на 1 дм3 субстрата. Влажность субстрата колебалась от 65 % до 70 %, рН среды – от 6,5 до 7,3 при температуре 18–22 °C. Продолжительность эксперимента составила 91 день. Опыты проводились в четырех сериях по три повторности в каждой в течение летне-осеннего сезона.
Наибольший прирост молоди и биомассы зафиксирован в субстратах, содержащих 60 % ОСВ и 40 % листового опада. Менее пригодными для жизнедеятельности червей оказались субстраты, содержащих 60 % ОСВ и 40 % торфа; 40 % ОСВ, 30 % торфа и 30 % соломы. Полученные результаты экспериментов свидетельствуют о возможности использования червей для переработки ОСВ.
Данные анализов содержания тяжелых металлов в ОСВ после цеха обезвоживания и нейтрализации очистных сооружений г. Йошкар-Ола до и после переработки показали снижение Zn на 25 %, Mn на 60 %, Ni на 15 %, Cu на 30 %, Cd на 50 %, Pb на 10 % при переработке субстратов, содержащих 40 % листовой опада и 60 % ОСВ. Эти результаты свидетельствуют о перспективности использования переработки ОСВ с помощью биологических объектов.
Дождевые черви хорошо исследованы с точки зрения их микроэлементного состава и аккумуляции элементов-токсикантов в своих телах (Martin, Coughtrey, 1982; Покаржевский, 1985; Greig-Smith et al., 1992; Edwards, Bohlen, 1996). При попадании червей в среду, загрязненную микроэлементами, они достаточно легко аккумулируют их в своих тканях. Например, концентрация марганца в L.terrestris даже на заповедных территориях может колебаться в зависимости от места сбора от 68 до 127 мг/кг сухой массы, меди – от 50 до 69, цинка – от 172 до 320, молибдена – от 1,5 до 3,1, кобальта – от 5,8 до 6,2 мг/кг сухой массы. Содержание железа в дождевых червях от 200 мг/кг у почвенных дождевых червей доходит до 1450 мг/кг у E.fetida (Покаржевский, 1985). Загрязнение резко увеличивает концентрацию микроэлементов в телах червей фактически на порядок, а иногда и на порядки. В первую очередь это касается свинца и кадмия (Martin, Coughtrey, 1982; Покаржевский, 1985). Органические загрязнители также интенсивно аккумулируются в организме дождевых червей, что рассмотрено в ряде монографий и сборников (Greig-Smith et al., 1992; Donker et al., 1994; Edwards, Bohlen, 1996; Sheppard et al., 1998).
Аккумуляция тяжелых металлов или органических ксенобиотиков при культивировании червей на загрязненных субстратах не является препятствием для вермикультуры, так как методы очистки позволяют получить препараты, соответствующие нормам, но при этом черви способствуют уменьшению объема загрязненных субстратов.
Эффективность вермитехнологии на ОСВ в сравнительном аспекте с другими субстратами изучена в Брянской государственной сельскохозяйственной академии на открытой площадке и в закрытом отапливаемом помещении. В конце технологического опыта количество взрослых червей максимально возросло на субстрате с ОСВ, обогнав навоз крупного рогатого скота, конский и свиной навоз. Та же тенденция наблюдалась и по показателю количества молодых червей, числа коконов и выходу биомассы. А вот по выходу копролита ОСВ оказались на последнем месте.
Токсикологическая оценка биогумуса, проведенная по суммарному содержанию валовых и подвижных форм тяжелых металлов свинца, кадмия, кобальта, хрома, марганца, цинка, меди, железа, выявила значительное уменьшение их содержания при переработке навоза крупного рогатого скота дождевыми червями. Исходным субстратом для получения биогумуса явились: ОСВ – 70 %, подстилочный навоз – 20 %, солома – 10 % (водоканал Клин).
Данные этих исследований говорят о том, что использование вермикультуры для утилизации осадков сточных вод позволяет значительно снизить содержание тяжелых металлов. Их уменьшение не имеет четкой закономерности. Так, снижение содержания тяжелых металлов в биогумусе из активного ила колебалось от 22,3 (Sr) до 1,3 раза (Cd). Эти различия связаны в первую очередь с уровнем содержания того или иного элемента. Но такой четкой зависимости может и не быть.
При вермикультивировании осадков сточных вод (водоканал Клин) изменения были менее значительными, и они колебались от 2,9 (Pb) до 1,4 (Cu) раза. Несмотря на то, что содержание Pb превышает ПДК, в биогумусе из осадков сточных вод исчезли такие элементы как кадмий, кобальт, ртуть, что значительно снизило общую токсичность по сравнению с исходным субстратом.
Необходимо отметить высокое содержание цинка во всех рассматриваемых образцах биогумуса. Но, как установлено Б. Г. Ильиным, при загрязнении почвы цинком даже свыше 10 ПДК картофель, капуста, томат, морковь пригодны к употреблению по своим гигиеническим нормам.
Аналогичные результаты получены и другими исследователями. Установлено, что в процессе вермикультивирования происходит снижение как валовых, так и подвижных форм тяжелых металлов. Максимальная концентрация тяжелых металлов в организме калифорнийских червей отмечается уже через 10 дней, и содержание отдельных элементов в них увеличивается в 2–8 раз по сравнению с червями, находившимися в навозе крупного рогатого скота. Процесс зависит от адаптации червей к сырью. В серии опытов с твердыми отходами городских очистных сооружений, используемыми в различных соотношениях с соломой и птичьим пометом, количество червей увеличилось в течение 4,5 месяца в варианте опыта 35:25:45 в 30 раз, а в варианте 20:10:70 – всего в 7 раз.