Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа
Показано, что видовой состав и численность доминирующих групп микроорганизмов зависят от уровня и химической природы антропогенной нагрузки на экосистемы бентоса прибрежных акваторий....
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Морський гідрофізичний інститут НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56979 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа / Л.Л. Смирнова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 422-430. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-56979 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-569792014-03-02T03:01:46Z Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа Смирнова, Л.Л. Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря Показано, что видовой состав и численность доминирующих групп микроорганизмов зависят от уровня и химической природы антропогенной нагрузки на экосистемы бентоса прибрежных акваторий. Видовий склад і чисельність домінуючих груп мікроорганізмів залежать від рівня та хімічної природи антропогенного впливу на екосистеми бентосу прибережних акваторій. Species composition and the abundance of the dominant groups of microorganisms are associated with the chemical nature of the human impact on the coastal benthic ecosystems. 2013 Article Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа / Л.Л. Смирнова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 422-430. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 1726-9903 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56979 574.5:579:551.35(262.5) ru Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Морський гідрофізичний інститут НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря |
| spellingShingle |
Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря Смирнова, Л.Л. Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
| description |
Показано, что видовой состав и численность доминирующих групп микроорганизмов зависят от уровня и химической природы антропогенной нагрузки на экосистемы бентоса прибрежных акваторий. |
| format |
Article |
| author |
Смирнова, Л.Л. |
| author_facet |
Смирнова, Л.Л. |
| author_sort |
Смирнова, Л.Л. |
| title |
Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа |
| title_short |
Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа |
| title_full |
Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа |
| title_fullStr |
Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа |
| title_full_unstemmed |
Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа |
| title_sort |
микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа |
| publisher |
Морський гідрофізичний інститут НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/56979 |
| citation_txt |
Микробиологические методы при экологическом мониторинге донных отложений черноморского шельфа / Л.Л. Смирнова // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 422-430. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| series |
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
| work_keys_str_mv |
AT smirnovall mikrobiologičeskiemetodypriékologičeskommonitoringedonnyhotloženijčernomorskogošelʹfa |
| first_indexed |
2025-07-05T08:13:49Z |
| last_indexed |
2025-07-05T08:13:49Z |
| _version_ |
1836793966057488384 |
| fulltext |
422
УДК 574 .5 :579 :551 .35(262 .5)
Л.Л.Смирнова
Научно-исследовательский центр Вооруженных сил Украины
«Государственный океанариум», г.Севастополь
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ
МОНИТОРИНГЕ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЧЕРНОМОРСКОГО ШЕЛЬФА
Показано, что видовой состав и численность доминирующих групп микроор-
ганизмов зависят от уровня и химической природы антропогенной нагрузки на эко-
системы бентоса прибрежных акваторий. Биологическую активность микробиоты,
оценивали по теплопродукции донных отложений. При высоком разнообразии
микробиоты бентоса, процессы трансформации вещества сбалансированы, тепло-
продукция достигает максимальных значений (10,0 – 12,0 Дж/г грунта). Соедине-
ния восстановленных форм серы (∑S > 5,5 %) снижают теплопродукцию до 3,0 −
4,0 Дж/г грунта. В биотопах, обогащенных азотсодержащим органическим вещест-
вом (> 0,25 г/г грунта), с замедленным водообменном, биологическая активность
сапрофитной микробиоты снижается. Теплопродукция донных отложений не пре-
вышает 2,5 – 2,0 Дж/г грунта. Использование микрокалориметрических и микро-
биологичесих характеристик донных отложений целесообразно при экологическом
мониторинге морской среды прибрежных акваторий.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : сапрофитная мкробиота, тионовые и зеленые фото-
синтезирующие бактерии, теплопрдукция, кластерный анализ.
Донные отложения континентального шельфа, особенно зона интер-
фейса, являются важной составляющей морской экосистемы. Биологиче-
ские и физико-химические процессы на границах раздела фаз определяют
полноту разрушения оседающего из водной толщи вещества различной хи-
мической природы, вносят свой вклад в круговорот химических элементов
и изменение трофности морской среды [1].
Значительную роль в раннем диагенезе донных отложений выполняют
сапрофитная микрофлора, микроорганизмы цикла азота и серы, различные
группы микроводорослей, как наиболее приспособленные к трансформации
вещества, составляющие бентосных микросообществ. Согласно [2], направ-
ленность и полнота разрушения седиментов микробиотой, в основном, оп-
ределяются динамичностью водной среды, нагрузкой на биодеструкторов
органического вещества (ОВ) и присутствием нехарактерных для морской
среды веществ – поллютантов. Под воздействием указанных факторов со-
общества бентосных микроорганизмов способны изменять свою количест-
венную и функциональную структуру, что предлагается использовать для
экологического мониторинга морской среды [3, 4]. Изменение состава дон-
ной микробиоты, адаптированной к экологическим особенностям биотопа,
может служить индикатором замедления процессов самоочищения и депо-
нирования промежуточных продуктов деструкции, заиливания морского
дна и загрязнения водной толщи [5].
В различных акваториях Черного и Азовского морей ведется системати-
ческий контроль за уровнями химического и биологического загрязнения [6 –
Л .Л .Смирнова , 2013
423
8], которые регламентируются официальными документами [9]. Однако по-
лученные результаты не всегда позволяют прогнозировать возможное на-
правление в изменении неблагоприятной экологической ситуации. Комплекс-
ное определение химических, биофизически и микробиологических парамет-
ров донных отложений позволит не только контролировать уровень их за-
грязнения, но и оценить активность процессов самоочищения морской среды.
В работе приведены результаты микробиологического контроля про-
цессов самоочищения морских донных отложений и их ранжирование по
уровням антропогенной нагрузки.
Материалы и методы. Подводные поисковые работы и отбор проб
проводили в прибрежных акваториях крымского побережья Черного моря и
Керченского пролива в летне-осенние сезоны 2005 – 2011 гг. (рис.1, а).
Поверхностный слой донных отложений, глубиной 2 – 4 см, отбирался
с помощью водолазов в стерильные герметичные цилиндры. Отбор прово-
дился в районе локального источника загрязнения (рис.1, б) и на расстоянии
8 – 10 м от него из условно-чистых (по содержанию серы) донных отложе-
ний, такого же типа, как и у источника загрязнения. Пробы отбирались из
следующих биотопов: прибрежные вольеры с морскими млекопитающими,
район сброса сточных вод после очистных сооружений, донные отложения
с остатками затопленных химических токсикантов – хлорорганических
сульфидов, соединений мышьяка. В суспензии донных отложений опреде-
ляли соленость, суммарное содержание серы (∑S), органического вещества,
в придонном слое воды – основные гидрохимические характеристики [10].
Для микробиологических работ использовали жидкие, полужидкие и
плотные дифференциальные среды [11, 12]. Количественные расчеты дела-
ли методом разведения по Мак-Креди [12] и прямым подсчетом выросших
колоний. Окончательный результат представлен в виде количества коло-
нийобразующих единиц в 1 г сухого грунта (КОЕ/г грунта). Микрокалори-
метрические характеристики образцов донных отложений получали пря-
мым измерением их теплопродукции ампульным методом на Мониторе
биологической активности ТАМ 2277 (LKB, Швеция) [13].
Математическую обработку проводили по [14], использовались резуль-
таты ранее проведенных исследований донных отложений в районах катер-
ных причалов [15].
Р и с . 1 .Карта-схема расположения точек отбора проб донных отложений (а); мес-
та отбора проб у затопленной емкости с химическими токсикантами (б).
а б
424
Результаты и их обсуждение. При исследовании донных отложений в
районе затопленных емкостей с токсикантами и условно-чистой зоне отмече-
ны различия в количественном и качественном составе доминирующих групп
микроорганизмов. В местах утечки хлорорганических сульфидов в донных
отложениях возрастает содержание ∑S, что способствует активной жизнедея-
тельности микроорганизмов цикла серы [3, 16]. В заиленных донных отложе-
ниях (район г. Керчь) микроорганизмы, использующие органические и неор-
ганические соединения серы, представлены тионовыми бактериями, домини-
рует Thiobacillus denitrificans (ср. Бейеринка), десульфурирующими, фото-
трофными серными бактериями (ср. Ван-Ниля) и микромицетами Cladospo-
rium cladosporioides, Penicillium expausum, Aspergillus restrictus (ср. Чапека,
ср. Сабуро). Количественный состав некоторых групп микроорганизмов в
донных отложениях, содержащих соединения серы, приведен в табл.1.
Вокруг источника загрязнения преобладали факультативные анаэробы,
растущие на среде Вильсон-Блера, отмечено нарушение цикла азота на стадии
нитрификации – отсутствие нитрифицирующих бактерий 1-ой и 2-ой фаз нит-
рификации. По численности доминировали 4 группы сапрофитных микроорга-
низмов: денитрификаторы, тионовые, микромицеты и гетеротрофы [17], ко-
торые используют восстановленные формы серы в метаболических процессах.
Т а б л и ц а 1 .Динамика численности различных групп микроорганизмов в образ-
цах донных отложений с различным содержанием соединений серы (б. Казачья).
биохимические груп-
пы микроорганизмов
наиболее вероятное количество микроорганизмов,
КОЕ/г грунта
около
источника за-
грязнения
около саркофага условно-
чистый
грунт через 1 г через 2 г
содержание ∑S, % 10,0 – 12,0 3,5 –4,0 0,5 – 0,8 0,1 – 0,2
гетеротрофы, среда
(ср.) МПБ
1,4·107 2,4·106 2,0·105 4,3·103
денитрификаторы,
ср. Сорокина
1,80·106 1,30·105 4,3·103 1,1·103
тионовые, ср. Старки 3,1·107 4,70·105 2,5·102 2,5·102
азотфиксаторы,
ср. Эшби
4,8·105 2,40·104 4,5·103 3,2·102
нитрификаторы 1 фаза,
ср. Виноградского
нет роста 3,0·10 2,9·103 2,4·104
нитрификаторы 2 фаза,
ср. Виноградского
нет роста 3,5·10 8,6·102 4,3·103
анаэробы,
ср. Вильсон-Блера
1,30·103 2,1·102
отсутству-
ют
отсутст-
вуют
микромицеты,
ср. Сабуро
1,9·106 1,2·105 5,0·103 5,3·102
фотосинтезирующие
зеленые бактерии,
доминанты
Pelodictyon,
Chlorobium,
Prosthecochloris
Prostheco-
chloris
отсутству-
ют
отсутст-
вуют
425
Разнообразные фотосинтезирующие серные бактерии образовывали колонии
эллипсоидной формы, окруженные коллоидной серой. По мере удаления от
источника загрязнения численность гетеротрофных и денитрифицирующих
микроорганизмов уменьшалась в 2 – 10, а тионовых, примерно в 100 раз, фо-
тосинтезирующие серные бактерии не отмечались. Исследования, проведен-
ные в Керченском проливе при солености придонной воды 8 – 12 ‰ и б. Ка-
зачья (соленость 17,0 – 17,8 ‰) с заиленными мелкодисперсными и мелко-
зернистыми песками, показали такие же результаты. Поэтому целесообразно
в качестве организмов-индикаторов участков морского дна, загрязненных
соединениями серы, использовать фотосинтезирующие серные бактерии и
учитывать вспышку численности (до сотен тысяч КОЕ/г грунта) денитрифи-
цирующих, гетеротрофных и тионовых микроорганизмов.
С помощью выбранных организмов-индикаторов был проведен микро-
биологический контроль донных отложений после изоляции саркофагом
источника хлорированных органических сульфидов и продуктов их гидро-
лиза (табл.1). В пользу улучшения экологической ситуации у стенки сарко-
фага свидетельствовало постепенное уменьшение численности микроорга-
низмов-индикаторов. В течение первого года наблюдений снижалось коли-
чество денитрификаторов и тионовых бактерий. В течение следующего года
численность денитрификаторов, тионовых микроорганизмов и микромице-
тов уменьшилась еще в 10 – 1000 раз. Полностью исчезли фотосинтези-
рующие зеленые бактерии, которые требуют для развития анаэробные усло-
вия, накопления элементной серы (S0) у стенок саркафага не наблюдалось.
О тенденции восстановления биоразнообразия микробиоты донных отло-
жений вокруг саркофага свидетельствовало появление нитрифицирующих
бактерий и восстановление цикла азота.
Видовая структура сообществ бентосных микроорганизмов определяет-
ся химическим составом донных отложений. Угнетение одних групп мик-
роорганизмов и резкое возрастание численности других указывает на места
скопления различного рода загрязнений. В таких биотопах нарушаются хи-
мические и биологические процессы: накапливаются промежуточные про-
дукты разложения ОВ и создаются анаэробные условия. Отмеченная эколо-
гическая ситуация наблюдалась в донных отложениях прибрежных волье-
ров с морскими млекопитающими и местах сброса бытовых сточных вод,
которые после очистных сооружений и биологической очистки обогащены
веществами восстановительной природы (редокс-токсинами) [18].
В исследованных донных отложениях наблюдалась перестройка видо-
вого состава сообществ бентосных микроорганизмов. Значительно возрас-
тала численность гетеротрофной микробиоты, использующей в качестве
источника углерода и энергии ОВ. Проявляла жизнедеятельность узкоспе-
циализированная группа микроорганизмов, разрушающих мочевину – по-
стоянный компонент исследуемого источника загрязнения. Полнота разру-
шения ОВ, рассчитанная по соотношению БПК5/ХПК, была ниже нормы
(БПК5/ХПК > 0,75) [19]. Придонная вода прибрежных вольеров с морскими
млекопитающими и вдоль факела придонного сброса сточных вод характе-
ризовалась высоким содержанием фосфатов, аммонийного азота, низким
содержанием растворенного кислорода, что создавало благоприятные усло-
426
Т а б л и ц а 2 .Некоторые компоненты химического состава придонной воды и
микробиота донных отложений, обогащенных органическим веществом (период
максимальной нагрузки август – сентябрь 2007 г.).
определяемые
параметры
место отбора проб
прибрежные
вольеры
(б. Казачья)
по факелу сброса
сточных вод в море
(очистные сооруже-
ния "Планерское")
содержание ОВ, г/г грунта 0,06 – 0,25 0,02 – 0,35
гетеротрофы, (белково-агаровая
ср. Горбенко), КОЕ/г грунта
> 108 1,20 – 8,00·107
аммонифицирующие мочевину
(ср. неорганическая с мочевиной),
КОЕ/г грунта
1,20 – 4,40·103 0,25 – 6,40·104
азотфиксаторы (ср. Эшби),
КОЕ/г грунта
5,50 – 1,20·105 4,50 – 7,20·106
тионовые (ср. Старки), КОЕ/г грунта 0,25 – 6,40·10 4,20 – 6,40·102
растворенный О2, мкМ/л 140,00 – 220,00 менее 220,00
цианобактерии, доминирующий род Oscillatoria sp., Phormidium sp.
N-NH4
+, мг-ат/л 0,05 – 0,60 0,47 – 8,20
P-PO4
-3, мг-ат/л 0,12 – 4,00 1,60 – 3,10
полнота разрушения ОВ по
БПК5/ХПК (перманганат.)
0,15 – 0,30 0,30 – 0,50
вия для появления и развития микроводорослей, в основном цианобактерий.
Среди них доминировалит нитчатые формы, представители родов
Oscillatoria sp.., Phormidium sp. (табл.2).
При экологическом картировании участков морского дна, находящихся
под постоянным влиянием ОВ биогенного происхождения, целесообразно
учитывать скачкообразное возрастание численность сапрофитной микро-
флоры, в том числе микромицетов, и присутствие разнообразных по морфо-
логическим формам цианобактерий. Сравнение проводится с условно-
чистыми по ОВ и однотипными по гранулометрическому составу донными
отложениями. Однако видовой состав микробиоты и количественные харак-
теристики доминирующих экологических групп микроорганизмов позволя-
ют определять только химическую природу и уровень антропогенной на-
грузки. Для прогнозирования процессов самоочищения и круговорота хи-
мических элементов в морской среде, определения факторов, лимитирую-
щих эти процессы, необходимо оценить экологическую емкость грунтов.
Деструкционные возможности микробиоты, а значит сбалансированность
процесса поступление – деструкция вещества в донных отложениях, связа-
ны с концентрацией оседающих седиментов и биоразнообразием сообществ
бентосных микроорганизмов.
В процессе жизнедеятельности микроорганизмы выделяет тепло. В
донных отложениях величина теплопродукции, измеренная микрокалори-
метрическим методом, является интегральной характеристикой химических
427
и биологических процессов. По
ее величине оценивается био-
логическая активность грунтов,
определяется механизм доми-
нирующих процессов при
трансформации вещества [13].
Донные отложения, содержа-
щие соединения мышьяка (бо-
лее 0,08 %) оказались стериль-
ными. Их теплопродукция не
превышала 0,85 Дж/г грунта и
характеризовалась равномер-
ным выделением тепла, свойст-
венным физико-химическим
процессам. Теплопродукция
донных отложений, обогащен-
ных азотсодержащим ОВ, дос-
тигала 5,0 – 6,0 Дж/г грунта (рис.2, кривая 1).
Однако, на профиле термограммы в течение 50 ч наблюдений отмечал-
ся один ростовый пик. Биологическая активность такого типа отложений
определялась только сапрофитной микроботой. Сапрофитные микроорга-
низмы доминировали по численности, угнетали жизнедеятельность других
групп бактерий, снижали биоразнообразие сообществ мкробентоса.
Донные отложения, содержащие восстановленные соединения серы
(∑S более 5,5 %,) характеризуются невысокими значениями теплопродукции
(3,0 – 4,0 Дж /г грунта). Однако термограммы таких отложений имеют харак-
терный профиль (рис.2, кривая 2). Трансформация соединений серы в про-
цессе тионового хемосинтеза и сульфатредукции, сопровождается перемен-
ным доминированием химических и микробиологических процессов. Обра-
зование сульфатредукторами биологического сульфида периодически сменя-
ется образованием сульфида железа химическим путем [20], периодичность
протекания процесса – через каждые 20 ч. Реакция образования химического
сульфида железа является эндотермической, сопровождается поглощением
тепла и уходом кривой теплопродукции в отрицательную область.
По результатам химических, микробиологических и биофизических ис-
следований проведено сравнение уровней сходства и различия деструкци-
онных возможностей донных отложений. С помощью кластерного анализа
выделены основные факторы, снижающие их биологическую активность,
нарушающие процессы самоочищения и круговорот химических элементов
в морской среде (рис.3).
В первый кластер объединен комплекс донных отложений со сбаланси-
рованными процессами самоочищения и круговорота химических элемен-
тов в морской среде. В бентосных микробных сообществах поддерживается
биохимическое разнообразие сапрофитной микробиоты и микроорганизмов
цикла азота. Присутствие в донных отложениях соединений меди (до 1 %),
азотсодержащего ОВ (< 0,25 г/г грунта), неорганических и органических
соединений серы в диапазоне концентрации ∑S < 1,0 % не нарушают эколо-
Р и с . 2 .Термограммы донных отложений:
1 – прибрежный вольер с морскими млекопи-
тающими (ОВ > 0,25 г/г грунта), б. Казачья;
2 – источник хлорорганических соединений
серы, Керченский пролив (∑S >1,5 %).
428
Р и с . 3 .Дендограмма уровней сходства процессов самоочищения в донных
отложениях с различной антропогенной нагрузкой.
гической емкости грунтов и биологической активности микробиоты. Теп-
лопродукция высокая – от 9,3 до 12, Дж/ г грунта, донные отложения можно
считать условно чистыми.
Во второй кластер вошли донные отложения, загрязненные соедине-
ниями серы, содержание ∑S > 5,5 %. Донная микробиота адаптруется к од-
новременному присутствию кислорода и соединений восстановленной се-
ры, в отложениях доминируют микроорганизмы цикла серы, отмечено на-
рушение цикла азота и появление фотосинтезирующих серных бактерии.
Самоочищение лимитируется на уровне накопления коллоидной серы (S0)
как в донных отложениях, так и в придонной воде. Экологическая емкость
грунтов и биологической активности микробиоты ограничены процессами
трансформации серы, теплопродукция не превышает 4,0 Дж/г грунта.
Два типа донных отложений, содержащих соединения мышьяка (кон-
центрация As > 1г / кг грунта) и азотсодержащее ОВ (> 0,35 г/г грунта) на
дендограмме выделены отдельно. Для них характерны процессы деградации
микробных сообществ и заиливание морского дна. На термограммах отсут-
ствуют ростовые кривые, выделение тепла определяется только химически-
ми процессами, величина теплопродукции 0,5 − 0,8 Дж/г грунта, что харак-
терно для стерильных грунтов [13].
Таким образом, был проведен мониторинг донных отложений различ-
ных акваторий крымского побережья традиционным микробиологическим
методов и методом микрокалориметрии, которые дополняют друг друга и
позволяют прогнозировать направленность процессов самоочищения. Оп-
ределение теплопродукции позволяет оценить биологическую активность
донных отложений, направленность и полноту процессов деструкции и
трансформации седиментов в донных отложениях.
Микробиологические исследования позволили определить некоторые
показательные группы микроорганизмов:
− тионовые и фотосинтезирующие серные бактерии (участки, загряз-
ненные восстановленными соединениями серы);
− нитчатые азотфиксирующие цианобактерии, микроорганизмы цикла
азота и микромицеты (участки, загрязненные азотсодержащим ОВ.
429
Изучение видового разнообразия и динамики численности донной мик-
робиоты информативно при оценке самоочищающей способности биотопов.
Микробиологический контроль, включающий использование традици-
онных микробиологических методов и микрокалориметрических исследо-
ваний повышает уровень и достоверность мониторинговых и прогнозных
исследований донных отложений прибрежных акваторий и связанных с ни-
ми изменений качества морской среды.
Благодарности. Автор выражает благодарность Воробьеву Н.Н., ст. на-
учному сотруднику Всероссийского НИИ сельскохозяйственной микробио-
логии Россельхозакадемии (Россия) за помощь в математической обработке
результатов и Шайде В.Г. нач. отдела ИнБЮМ за высококвалифицированную
помощь при работе на Мониторе биологической активности ТАМ 2277.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Wijsman J.W.M., Herman P.M.J., Gomoin M.-T. Special distribution in sediment
characteristics and benthic activity on northwestern Black Sea shelf.– Mar. Ecology
Progr. Series, 1999.– 119 p.
2. Никитина О.Г., Максимов В.Н., Булгаков Н.Г., Никитин Н.Е. Биоэстимация –
новый метод контроля процесса очищения воды и его сравнение с биоиндика-
цией // Водные ресурсы.– 2009.– т.36, № 4.– С.475-480.
3. Смірнова Л.Л. Мікробиота морських донних нашарувань як індикатор їх за-
бруднення залишками хімічних отруйних речовин // Наук. зап. Терноп. нац. пед.
ун-ту. Серія: біологія. Спец. вип.: Гідроекологія.– 2010.– 3 (44).– С.247-250.
4. Терехова В.А. Микромицеты в экологической оценке водных и земных экоси-
стем.– М.: Наука, 2007.– 215 с.
5. Рубцова С.И. Гетеротрофные бактерии – показатели загрязнения и самоочище-
ния морской среды // Экология моря.– 2002.– вып.62.– С.81-85.
6. Еремеев В.Н., Иванов В.А., Ильин Ю.П. Океанографические условия и экологи-
ческие проблемы Керченского пролива // Морской экологический журнал.–
2003.– № 3.– С.27-40.
7. Тихоненкова Е.Г., Тихоненков Э.П. Предварительная оценка экологического
состояния донных осадков морской береговой зоны Украины // 5-й Міжнар.
Симпозіум «Екологічні проблеми Чорного моря», 15-18.10 2003 р.– Одеса:
ОЦНТЕШ, 2003.– С.231-233.
8. Романовская И.И., Давиденко Т.И., Андриенко А.А., Севастьянов О.В., Бонда-
ренко Г.И., Каеда Али Ахмед. Биодеструкция серы и фенолов микроорганизма-
ми // Вісник Одеського нац. універ. Біологія.– 2001.– т.6, вип.4.– С.262-265.
9. Постанова від 29.03 2002 р. № 431. Правила охорони внутрішніх морських вод і
територіального моря України від забруднення та засмічення.– Київ, 2002.– 13 с.
10. Методы исследования органического вещества в океане.– М.: Наука, 1980.–
125 с.
11. Гудзь С., Гнатуш С., Білінська І. Практикум з мікробіології.– Львів: Видавни-
чий центр ЛНУ ім. І.Франка, 2003.– 76 с.
12. Аникеев В.В., Лукомская Н.А. Руководство к практическим занятиям по микро-
биологии.– М.: Просвещение, 1977.– 128 с.
13. Смирнова Л.Л. Изучение биологической активности морских донных осадков
методом микрокалориметрии // Агроекол. журн.– 2002.– 4.– С.63-65.
430
14. Методические рекомендации по использованию граф-анализа в исследованиях
биосистем.– СПб-Пушкин, 2005.– 27 с.
15. Смирнова Л.Л., Аннинская И.Н. Распределение соединений меди в морской
среде и донных осадках портовых акваторий // Екологiчна безпека прибрежноï
та шельфовоï зон та комплексне використання ресурсiв шельфу.– Севастополь:
ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003.– вип.9.– С.106-111.
16. Smirnova L.L., Antonova L.S. ,Gurik V.V., Misura A.G. Microorganisms of sulfur
cycle in the chemical toxicants polluted marine bottom sediments // 5th international
conference Environmental micropaleontology microbiology and meiobenthology.
EMMM 2008 (17 – 25 February, 2008, Chennai, India).– P.300-303.
17. Сорокин Д.Ю., Лысенко А.М. Характеристика гетеротрофных бактерий из Чер-
ного моря, способных окислять восстановленные серные соединения до суль-
фата // Микробиология.– 1993.– 62, вып.6.– С.1018-1030.
18. Дука Г.Г., Скурлатов Ю.И., Батыр Д.Г. Особенности экохимических процессов
в сточных водах // Изв. АН СССР Молдова. Биологические и химические нау-
ки.– Кишинев, 1990.– № 6.– С.53-60.
19. Методические основы оценки и регламентирования антропогенного влияния на
качество поверхностных вод / А.В. Караушев.– Л.: Гидрометеоиздат, 1987.– 285 с.
20. Верховцева Н.В., Малинина Н.В., Родонов Ю.В. Определение бактериального суль-
фида железа в культуральной среде сульфатредукторов с использованием мес-
сбауэровской спектроскопии // Биологические науки.– 1990.– № 8.– С.155-158.
Материал поступил в редакцию 25 .07 .2013 г .
АНОТАЦIЯ Видовий склад і чисельність домінуючих груп мікроорганізмів зале-
жать від рівня та хімічної природи антропогенного впливу на екосистеми бентосу
прибережних акваторій. Фактори, що впливають на біологічну активність
мікробіоти, оцінювалися за теплопродукцією донних нашарувань. При високому
біорізноманітті мікробіоти бентосу, процеси трансформації речовини збалансовані,
при цьому теплопродукція є максимальна (10,0 – 12,0 Дж/г грунту). Сполуки
відновлених форм сірки (ΣS > 5,5 %) знижують теплопродукцію до 3,0 – 4,0 Дж/г
грунту. У біотопах, збагачених органічною речовиною (> 0,25 г/г грунту), і з
уповільненим водообміну, біологічна активність сапрофітної мікробіоти
знижується, теплопродукція донних нашарувань не перевищує 2,5 – 2,0 Дж/г грун-
ту. Використання мікрокалоріметрічніх та мікробіологічніх характеристик донних
нашарувань доцільно при екологічному моніторингу морського середовища прибе-
режних акваторій.
ABSTRACT Species composition and the abundance of the dominant groups of micro-
organisms are associated with the chemical nature of the human impact on the coastal
benthic ecosystems. The bottom sediment biological activity was evaluated by sediment
heat production. If the diversity of benthic microbiota will be high the processes of
substances transformation are balanced. And the heat production is a maximum (10.0 –
12.0 J per gram of soil) in this case. The compounds of the reduced sulfur (ΣS > 5,5 %)
decrease the bottom sediment heat production. It is 3.0 – 4.0 J per gram of soil. In habitats
containing a nitrogen-containing organic substance (> 0.25 gram per gram of soil) the
biological activity of saprophytic microbiota was decreased to 2.5 – 2.0 J per gram of soil
too. Microcalorimetric and microbiological bottom sediments parameters are important
characteristics for environmental monitoring of marine coastal waters.
|