|
Актуальность темы. В настоящее время все более актуальной становится проблема изменения окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Одним из таких факторов является биологическое загрязнение. Широкое применение микроорганизмов в биотехнологии приводит к поступлению в окружающую среду промышленных штаммов. В связи с увеличением объема продукции биотехнологии возрастает роль биологического компонента загрязнения окружающей среды (промышленные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности). В результате поступления выбросов предприятий биотехнологии в атмосферу и водную среду может произойти нарушение естественных микробоценозов, процессов самоочищения в почве и водных объектах, увеличение выживаемости патогенных микроорганизмов. Это представляет угрозу, как в эпидемиологическом отношении, так и в плане нарушения экологического равновесия в природных экосистемах. Устьевая область реки Северная Двина, где сосредоточены крупные населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные предприятия и, кроме того, интегрируется загрязнение всего бассейна реки, является экологически неблагополучным районом. На Архангельских предприятиях комплексной переработки древесины в течение 30 лет производились кормовые дрожжи, штам мы-продуценты которых в значительных количествах присутствовали в сточных водах. В качестве продуцентов кормового белка использовались грибы рода Candida, Trichosporon. До настоящего времени не изучено влияние на естественный микробоценоз длительного поступления дрожжеподооных грибов со сточными водами в устье реки, неизвестны также масштабы их распространения. Целью исследования являлось изучение пространственного распределения, структуры и динамики численности дрожжеиодобных грибов устьевой области реки Северная Двина в условиях многолетнего микробиологического загрязнения. 5 В соответствии с целью были поставлены следующие задачи: Определить концентрации и таксономический состав дрожжеподобных грибов в стоках двух предприятий комплексной переработки древесины. Исследовать пространственное распределение и сезонную динамику численности дрожжеподобных грибов в структуре гетеротрофной микрофлоры воды устьевой области р.Северная Двина. Изучить таксономический состав дрожжеподобных грибов речной воды с учетом степени загрязнения и его изменения в результате деятельности производств кормового белка. Оценить связь численности дрожжеподобных грибов с абиотическими и биотическими факторами среды (температура, минерализация, концентрация кислорода, легкоокисляемого органического вещества, биогенных элементов, содержание фитопланктона, бактериопланктона). Установить выживаемость грибов рода Candida в речной воде.
Научная новизна работы. Впервые проведена оценка воздействия на водное микробное сообщество интенсивного и длительного микробиологического загрязнения промышленными штаммами дрожжеподобных грибов. Изучено пространственное распределение и сезонная динамика численности дрожжеподобных грибов в воде устья р.Северная Двина, их относительное обилие в гетеротрофном хмикробоценозе. Доказано, что многолетнее микробиологическое загрязнение не привело к нарушению состояния естественного водного гетеротрофного бактериального сообщества. Впервые получены сведения о таксономической принадлежности выделенных из воды р.Северная Двина дрожжеподобных грибов. Установлена способность к сохранению жизнедеятельности дрожжеподобньтх грибов рода Candida в донных отложениях реки Северная Двина в течение 7 лет после прекращения производства кормовых дрожжей. Выявлено, что сохранению и поддержанию жизнедеятельности этих грибов в донных отложениях способствует поступление грибов и органических веществ со сточными водами. Практическая значимость. Полученные данные являются основой для дальнейших мониторинговых исследований и наблюдений за последствиями биологического загрязнения и прогноза возможных изменений в будущем. Информация о содержании дрожжеподобных грибов может быть использована для разработки критериев оценки биологического загрязнения. Результаты изучения численности, распределения гетеротрофной микрофлоры рекомендуются для комплексной гидробиологической оценки качества воды. Сведения о биологическом загрязнении и длительном его сохранении в водных экосистемах могут быть использованы в учебном процессе при подготовке экологов, биотехнологов, биологов, эпидемиологов. Личный вклад автора. Автором определены цель и задачи, подготовлена программа исследований. Отбор проб воды и микробиологические анализы проведены при непосредственном участии автора совместно с сотрудниками лаборатории водных экосистем ИЭПС УРО РАН. Автором проведен весь комплекс работ по определению таксономической принадлежности дрожжеподобных грибов, выполнена математическая обработка, анализ и обобщение полученных результатов. Степень достоверности результатов исследований. Отбор и обработка проб проводились стандартизированными методами. Достоверность научных положений и выводов обеспечены использованием фактических материалов 4-летних экспедиционных работ лаборатории водных экосистем Института экологических проблем Севера УрО РАН, объемом обработанного материала (280 проб), применением современных методов исследования и анализа. Данные обрабатывались на персональном компьютере с помощью стандартных статистических программ. Это обеспечило объективную оценку достоверности полученных результатов. 7 Положения, выносимые на защиту. 1. Высокие концентрации дрожжеподобных грибов в устьевой области реки Северная Двина, изменение таксономической структуры и биоразнообразия природного дрожжевого сообщества в зоне влияния источников загрязнения (доминирование грибов рода; Candida) являются следствием многолетнего микробиологического загрязнения. 2\ Грибы рода Candida, используемые в качестве продуцентов кормового белка, заняли экологическую нишу в сообществах микроорганизмов донных отложений реки. Сохранению и поддержанию жизнедеятельности этих грибов в донных отложениях способствует поступление аллохтонных органических веществ и грибов со сточными водами; 3. Выявленные в период исследования уровни содержания в воде дрожжеподобных грибов не нарушают состояние естественного водного гетеротрофного бактериального сообщества. Апробация работы и публикации. Материалы диссертации были представлены на молодежной конференции «Экология 1998» (Архангельск, 1998); Международной конференции «Геодинамика и геоэкология» (Архангельск, 1999); Международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз, ситуации, пути развития^ решения» (Архангельск, 2002); Международной конференции «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера» (Сыктывкар, 2003); Всероссийской конференции «Стратегия развития северных регионов России» (Архангельск, 2003); Всероссийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека» (Архангельск, 2004). По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ. Организация исследований. Диссертационная работа выполнена в лаборатории водных экосистем Института экологических проблем Севера Архангельского научного центра Уральского отделения РАН. Данные за 2000-2003 гг. получены в процессе выполнения плановых тем НИР Института экологических проблем Севера УрО РАН «Абиотические факторы 8 динамической устойчивости прибрежных экосистем окраинных морей Арктики (Белого и Баренцева)» (1996-2000 гг., регистрационный номер темы 01.960.00841) и «Основные факторы и процессы, влияющие на функционирование прибрежных экосистем окраинных морей Арктики (Белого, Баренцева)» (2001-2005 гг., регистрационный номер темы 01.200.112077). Микробиологические анализы проводились на базе лаборатории клинической микробиологии ГУ СМЦ им. Н.А. Семашко. Гидрохимический и гидробиологический анализы за 2002 г. выполнены в лаборатории водных экосистем ИЭПС УрО РАН. Архивные данные за период 2000 - 2001 г. предоставлены Северным межрегиональным территориальным управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей: среды, г. Архангельск. Данные по содержанию грибов рода Candida за 1978-1979 гг. в воде реки Северная Двина и сточных водах Архангельского и Соломбальского ЦБК предоставлены научным руководителем д.м.н. Л.К. Добродеевой. Исследования велись при частичной финансовой поддержке ФЦП «Мировой океан», подпрограмма «Исследование природы Мирового океана», проект 5.15. «Комплексные исследования гидролого-экологического состояния устьев рек Российских Арктических морей. Оценка воздействия природных и антропогенных, чрезвычайных экологических ситуаций на эстуарии и прибрежные зоны». Объем и: структура; диссертации;. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной; части вl ?г/пн}ъглавах, включая: описание объектов и методов исследования, заключения, выводов. Работа иллюстрирована 21 рисунком и 13 таблицами. Список литературы включает 185 источников, в том числе 58 - на иностранных языках. Благодарности. Автор искренне благодарит научного руководителя д.м.н. Л.К. Добродееву за содействие и постоянное внимание к работе, к.м.н. В.М. .<* 9 Кузнецову за организацию исследований, сотрудников лаборатории водных экосистем ИЭПС УрО РАН за содействие и помощь в сборе материала. Особая признательность доценту кафедры биотехнологии АГТУ к.х.н. Г.И. Поповой, Н.А. Прожеринои за консультации. Автор глубоко признателен всем коллегам за советы и критические замечания при написании работы.
| 
Вы находитесь:
