Северо-кавказский государственный
технический университет
Исследование влияния углеводородного загрязнения
на санитарное состояние почвенных экосистем
Загрязнение почвенных экосистем углеводородами нефти приводит
к глубокому изменению ее физических и химических свойств, качественного и количественного состава почвенной биоты. На нефтезагрязненных участках формируется высокая фитотоксичность почв, при этом полная регенерация биоценозов не достигается даже через 25 лет после загрязнения [2; 4].
Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на воду, воздух, пищевые продукты, биологическую активность почвы и процессы самоочищения. Целью настоящих исследований было изучение влияния углеводородного загрязнения на присутствие санитарно-показательной микрофлоры в нефтезагрязненных почвах. Определялось количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), бактерий группы кишечной палочки (БГКП), сальмонелл, общее количество протеев, анаэробов (Clostridium рerfingens) и плесневых грибов.
Присутствие в почве БГКП указывает на возможное наличие патогенной микрофлоры. Бактерии рода протеев относятся к санитарно-показательным микроорганизмам, патогенным для человека, обнаружение Proteus vulgaris свидетельствует об эпидемиологическом неблагополучии исследуемой среды. Присутствие Cl. рerfingens можно рассматривать как индикатор развития анаэробных условий в среде. Высокое содержание плесени в почвах ухудшает их санитарное состояние и является неблагоприятным фактором. Плесени способны производить микотоксины, отрицательно влияющие на урожайность сельскохозяйственных культур,
а зараженная микотоксинами продукция представляет угрозу здоровью человека и животных. Микотоксины входят в перечень веществ, регламентированных в сырье, кормах и пищевых продуктах. Появление спор плесени в воздухе может спровоцировать у людей возникновение аллергических заболеваний [1; 6].
Для исследований использовались образцы ставропольского слабовыщелоченного чернозема, отобранные вблизи нефтебазы и автозаправочных станций. Концентрация углеводородов нефти в собранных образцах колебалась от 1,5 до 3,6 г/кг. В качестве контроля использовался
незагрязненный слабовыщелоченный ставропольский чернозем. Все опыты проводились в трехкратной повторности согласно стандартным методикам [1].
В контрольном образце незагрязненной почвы обнаружено КМАФАнМ от 19·103 до 20·103 КОЕ/г, Clostridium рerfingens от 1,1 до 2,4 КОЕ/г,
не было обнаружено бактерий рода сальмонелл и плесневых грибов, БГКП и протеев.
В нефтезагрязненных образцах почв обнаруживалось до 13 клеток бактерий рода сальмонелл и от 3 до 6 плесневых грибов в 1 г почвы. Согласно нашим наблюдениям, количество обнаруженных в образцах колоний плесневых грибов зависело от концентрации нефти в почве и содержания органики. С увеличением концентрации нефти в образце количество колоний в посеве возрастало. Аналогичная зависимость наблюдалась
и при увеличении содержания органического вещества в образце почв при одинаковом уровне нефтяного загрязнения. Таким образом, в почве, богатой органическими веществами и подвергшейся углеводородному загрязнению, создаются благоприятные условия для развития плесневых грибов.
Численность Clostridium рerfingens в нефтезагрязненных образцах по сравнению с контролем увеличилось на два порядка, КМАФАнМ на 3—6 порядков в зависимости от уровня загрязнения. Коли-титр во всех нефтезагрязненных образцах был равен 0,9, что соответствует бактериально загрязненной почве. При исследовании нефтезагрязненных образцов было обнаружено, что увеличение концентрации нефти в почве и содержания
в почве органического вещества совпадало с увеличением численности БГКП и анаэробов, накоплением бактерий рода Proteus и Salmonellа.
Таким образом, присутствие углеводородов нефти ухудшает санитарные показатели качества почв, а наиболее неблагоприятная ситуация возникает в почвах, богатых органическим веществом. В связи с этим актуален поиск эффективных способов подавления санитарно-показательных микроорганизмов биотехнологическими методами.
Литература
-
Билай В. И., Пидопличко Н. М. Токсинообразующие микроскопические грибы. Киев: Наукова думка, 1970. 287 с.
-
Влияние нефтяного загрязнения на некоторые компоненты агросистемы / Ф. Х. Хазиев [и др.] // Агрохимия. 1988. № 2. С. 56—61.
-
Гашева М. Н., Гашев С. Н., Соролютин А. В. Состояние растительности как критерий нарушенности лесных биоценозов при нефтяном загрязнении // Экология. 1990. № 2. С. 77—78.
-
Гузев В. С., Левин С. В. Техногенные изменения сообщества почвенных микроорганизмов // Перспективы развития почвенной микробиологии. М.: МАКС Пресс, 2001. С. 178—219.
-
Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / под ред. М. О. Бюргер. М.: Медицина, 1973. 456 с.
-
Пяткин К. Д., Кривошеин Ю. С. Микробиология. М.: Медицина, 1981. 512 с.
Е. М. Сулига
Балашовский институт (филиал)
Саратовского университета
Антропогенное загрязнение и эпифитные водоросли
Эпифитные водоросли на коре древесных растений урбанизированных территорий изучены фрагментарно. Городская экосистема существенно отличается от природных зональных ценозов климатом, физико-хими-ческими свойствами почв и атмосферы, а также высоким уровнем загрязнения внешней среды. Приспособление к эпифитному образу жизни позволяет более полно использовать ресурсы древесной среды, осваивать новые экологические ниши и снижает конкурентное напряжение в биоценозе. Изучение эпифитных водорослей выявляет возможности использования особенностей их состава и численности для индикации загрязнения воздуха.
Материал собирался со стволов деревьев в 2008—2009 гг. на территории г. Балашова и его окрестностей. Эти участки различались степенью антропогенной нагрузки. Изучались водоросли на территории комбината плащевых тканей (КПТ), нефтебазы, городского парка, а в качестве контроля была взята рекреационная зона (Захоперье). В растительном покрове городов обычно преобладают специально сформированные посадки древесных растений. Проведены маршрутные исследования эпифитных водорослей, обитающих на коре следующих деревьев: тополь черный (Populus nigra L.), клен американский (Acer negundo L.), липа мелколистная (Tilia cordata Mill.), сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), дуб черешчатый (Quercus robur L.), береза повислая (Betula pendula L.), рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia L.).
Пробы водорослей отбирали на высоте 100—150 см от поверхности почвы, а также на нижних частях ствола около 10—15 см. Весной произрастающие водоросли занимают большую площадь, ближе к почве, что было ранее замечено [2]. Перед сбором материала осматривали поверхность субстрата и отмечали наличие или отсутствие разрастаний водорослей, которые заметны невооруженным глазом. Поверхностные разрастания водорослей на коре деревьев выглядят в виде общего позеленения субстрата, зеленых, сине-зеленых или коричневых налетов, пленок, пятен. Отбирали и анализировали пробы по общепринятой альгологической методике [3]. Определяли по определителям и таксономическим сводкам [4], а также по пополняемым спискам опубликованных видов в электронной базе данных [URL: www.algaebase.org].
Кора деревьев является специфическим биотопом для оседания и развития на ее поверхности водорослей. Известно, что поселяются эпифитные водоросли на стволах с растрескивающейся морщинистой корой. В щелях скапливается пыль, растительные остатки, продукты постепенного разрушения самой коры. Кора отдельных видов различается по кислотности. Изменение рН субстрата может происходить как с увеличением возраста дерева, так и под воздействием загрязнения. Дождевая вода, стекающая по ветвям, стволам более кислая, чем вода того же дождя, выпадающая на открытых пространствах [6].
На коре обнаружено 31 видовой таксон эпифитных водорослей. Их распределение по таксономическим отделам дано в табл. 1. Главное положение занимают три отдела Chlorophyta (46 %) от общего числа видов, Cyanophyta (26 %), Xanthophyta (17 %), меньше видов обнаружено из отдела Bacillariophyta (10 %) и самое низкое содержание в отделе Euglenophyta (1 %). Все эти виды входят в состав пяти классов, 12 порядков и 15 семейств. Преобладание зеленых водорослей на коре живых деревьев описывалось в литературе и ранее [2]. Зеленые водоросли представлены
четырьмя порядками Chlorococcales, Ulotrichales, Chlorosarcinales и Tet-rasporales. Вторым по числу видов стоит отдел Cyanophyta, содержащий такие порядки, как Oscillatoriales, Nostocales и Chroococcales.
Таблица 1
Состав эпифитных альгоценозов
Отдел
|
Класс
|
Порядок
|
Семейство
|
Род
|
Вид
|
Cyanophyta
|
1
|
3
|
3
|
5
|
8 (26 %)
|
Chlorophyta
|
1
|
4
|
6
|
9
|
14 (46 %)
|
Bacillariophyta
|
1
|
2
|
2
|
2
|
3 (10 %)
|
Xanthophyta
|
1
|
2
|
3
|
3
|
5 (17 %)
|
Euglenophyta
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1 (1 %)
|
Всего
|
5
|
12
|
15
|
20
|
31
|
Наиболее часто встречается ряд родов эпифитных водорослей — Microcystis, Phormidium Nostoc (Cyanophyta); Chlorella, Trebouxia, Trentepohlia, Chlorococcum (Chlоrophyta).
В экологическом аспекте преобладают виды устойчивые к перенесению неблагоприятных условий — Nostoс, Trentеpohlia, Chlorella, Trebouxia, Tetracystis. Широко были представлены одноклеточные неподвижные водоросли, менее колониально-одноклеточные и колониально-нитчатые.
Наибольшее число видов аэрофильных водорослей было обнаружено на Populus nigra — 12; Tilia cordatа — 9; Betula pendula — 6; Sorbus aucuparia — 4 соответственно.
Большое видовое разнообразие водорослей имеет городской парк
и рекреационная зона. Это явление наблюдалось во всех взятых пробах.
Таблица 2
Видовое разнообразие эпифитных водорослей
в черте города (Г) и рекреационной (Р) зоне
Таксон
|
Объект
|
Тополь
|
Липа
|
Береза
|
Рябина
|
Г
|
Р
|
Г
|
Р
|
Г
|
Р
|
Г
|
Р
|
Cyanophyta
|
3
|
4
|
2
|
3
|
1
|
2
|
1
|
1
|
Chlorophyta
|
5
|
7
|
3
|
5
|
3
|
3
|
1
|
3
|
Xanthophyta
|
1
|
1
|
1
|
1
|
—
|
1
|
—
|
—
|
Всего
|
9
|
12
|
6
|
9
|
4
|
6
|
2
|
4
|
В рекреационной зоне выявлен 31 вид аэрофильных водорослей,
а в городской 21 соответственно (табл. 2).
Таким образом, проведенные исследования показали довольно высокое биоразнообразие водорослей в г. Балашове, где преобладающим отделом являются представители Chlorophyta. В целом доминирование зеленых водорослей является отличительной чертой альгофлоры на растительных субстратах в умеренной зоне. В рекреационной зоне выявлено большее видовое разнообразие водорослей, чем в промышленной. Эти данные могут быть использованы для мониторинга состояния городских экосистем. Исследованные водоросли преимущественно микроскопической формы. Невооруженным глазом их видно лишь при массовом развитии, когда они окрашивают субстрат в красный, зеленый или другие оттенки. Несмотря на свои микроскопические размеры, эта группа организмов играет большую и еще во многом не изученную роль в экосистемах.
Литература
-
Андреева В. М. Почвенные и аэрофильные зеленые водоросли (Chloro-phyta: Tetrasporales, Chlorococcales, Chlorosarcinales). СПб., 1998, 351 с.
-
Воронкова Е. А. Эпифитные водоросли на Betula pendula (Betulaceae)
и Tilia cordata (Tiliaceae) // Ботанич. журн. 1998. Т. 83. № 11. С. 40—42.
-
Водоросли: справочник / под ред. С. П. Вассера. Киев, 1989. 608 с.
-
Голлербах М. М., Косинская Е. К., Полянский В. И. Определитель пресноводных водорослей СССР. Сине-зеленые водоросли. М., 1953. Вып. 2. 653 с.
-
Дубовик И. К., Климина И. П. Эпифитные водоросли древесных растений в городах Предуралья // Ботанич. журн. 2010. Т. 91. № 10. С. 1527—1534
-
Barkman J. J. Phytosociology and ecology of cryptogamic epiphytes. Assen, 1958. 628 p.
Достарыңызбен бөлісу: |
