Влияние экстремальных гидрохимических условий на видовой состав цианобактерий в водоемах Нижней Волги

• Автор: Батаева, Юлия Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЦИАНОБАКТЕРИИ В ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ
МЕСТООБИТАНИЯХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 3. ВОДОЁМЫ НИЖНЕЙ ВОЛГИ С ЭКСТРЕМАЛЬНЫМИ
ГИДРОХИМИЧЕСКИМИ УСЛОВИЯМИ
3 Л. Аридность и техногенез как фактор образования техногенных
водоёмов
3.2. Гидрохимическая характеристика и экстремальные условия в
исследуемых водоёмах
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ВИДОВОГО СОСТАВА ЦИАНОБАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ЖИЗНЕОБИТАНИЯ
4.1. Видовой состав цианобактерий в исследуемых водоёмах и
особенности накопительных культур ;
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ НА ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ ЦИАНО-БАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ
3.1. Реакция среды (pH)
3.2. Температурный режим
3.3. Концентрация фосфатов
3.4. Общее содержание солей
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ГРУПП БАКТЕРИЙ В СОСТАВЕ ТЕХНОГЕННЫХ
ЦИАНО-БАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ
6.1. Бактерии-спутники круговорота серы
6.2. Бактерии-спутники круговорота азота
6.3. Сапротрофы галофильного сообщества
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы. Интенсивное освоение природных ресурсов привело к появлению на территории Нижней Волги техногенных водоёмов, с
* гидрохимическими экстремальными условиями. Кроме техногенеза, влияние на их гидрохимический состав оказывает аридность климата, так как расположены они в районе пустыни и полупустыни, со значительными колебаниями температуры, высокоминерализованными грунтовыми водами, соляными куполами, подпирающими верхние горизонты почвенного покрова.
Заселяя все известные экологические ниши, в том числе и экстремальные (Заварзин, 1983, 1993, 2003; Герасименко, 1986, 1996, 2003; Андреюк и др., 1990; Жилина, 1991), цианобактерии могут развиваться и на техногенных территориях. И.С. Дзержинской (1993), О.Б. Сопруновой (1997), М.И. Янкевич (2002) показано, что в водоёмах на техногенных территориях, цианобактерии, образуя циано-бактериальные сообщества, способствуют, в процессе ^ происходящих сукцессий, развитию экосистемы, повышению биоразнообразия,
продуктивности, окислительного уровня, деструкции в ней ксенобиотиков и токсикантов. Такая деятельность цианобактерий может рассматриваться как приемы естественной биоремедиации, единственно возможные для уменьшения отрицательного воздействия таких водоёмов на окружающую среду. Особое значение цианобактерии имеют в высокоминерализованных техногенных водоёмах, так как для последних неизвестны методы реабилитации, а также в сточных водах с высоким содержанием фосфора, для которых не разработаны методы эффективной очистки. Поэтому, выявление резистентных к высокой минерализации и соединениям фосфора цианобактерий и образуемых ими сообществ, является новым направлением в совершенствовании микробиологических методов защиты окружающей среды.
# Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было выявление
цианобактерий в водоёмах Нижней Волги с экстремальными условиями и исследование интервала жизнеспособности выделенных циано-бактериальных сообществ по отношению к различным гидрохимическим факторам.
Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:
• исследовать и идентифицировать цианобактерии в водоёмах Нижней Волги с экстремальными гидрохимическими условиями;
• получить цианобактерии в накопительных культурах;
• исследовать особенности накопительных культур цианобактериальных сообществ, определить их структуру и эдификаторов;
• исследовать влияние реакции среды, температуры, фосфатов и общего содержания солей на жизнеспособность выделенных цианобактериальных сообществ.
Научная новизна работы. Впервые изучены техногенные водоёмы на территории Астраханского газоконденсатного и Баскунчакского гипсового месторождений на присутствие цианобактерий, где идентифицированы представители следующих родов: Ркогт’иИит, ОьсйШопа, БрРиПпа,
аоеосаряа, БупесИососст, Зупескосукйь.
В накопительных культурах, из водоёмов с экстремальными гидрохимическими условиями, впервые получены циано-бактериальные сообщества резистентные по отношению к высокому содержанию неорганического фосфора и минерализации. Обнаружено, что под влиянием реакции среды, температуры и общего содержания солей морфология техногенных циано-бактериальных сообществ не изменяется, в то же время под влиянием фосфора происходит смена структурообразователей.
Практическая значимость. Результаты проведенных исследований являются основой для разработки микробиологических методов защиты окружающей среды с использованием цианобактерий. Выделенные сообщества помещены в коллекцию циано-бактериальных сообществ кафедры «Прикладная биология и микробиология» Астраханского государственного технического университета и используются в научно-исследовательских и учебных целях. Работа является частью научных исследований по хоздоговорной теме с ООО Астраханьгазпром «Разработка технологий утилизации отходов биопрепаратами на основе микробиологических
который представляет собой в плане квадратную чашу размером 1100x1100 м, разделённую перегородкой на две чаши общим полным объёмом до 5,5 млн.м3. Для перехвата фильтрационного потока через ложе водоёма вдоль внутреннего периметра дамбы выполнено противофильтрационное устройство.
Начиная с 1987 года, на северо-востоке от ЕСР функционирует участок под земледельческие поля орошения, как неотъемлемая часть единого комплекса ЕСР-ЗПО по сбору и утилизации стоков (Андрианов, 2002). Площадь орошаемого участка брутто - 472 га, нетто — 451 га. Глубина водоёмов не более 1 м. ЗПО предполагались использовать под шестипольный кормовой севооборот. В полной мере проектные мероприятия не осуществлены и в настоящее время ЗПО работают в режиме инфильтрационных полей орошения, с небольшой глубиной, около 1 м.
Применяемая технология утилизации сточных вод приводит к деградации пустынного ландшафта в результате подтопления и заболачивания территории АГК и появления техногенных озёр типа водоёмов в районе ЗПО, получивших название Северное и Южное.
Водоёмы Северное и Южное расположены с северной и южной стороны ПУОП. ПУОП имеет общую площадь равную 354x340 м2 и рассчитан на захоронение 442 000 м3 за 25 лет (или 13735,12 т/год). Эксплуатируется с 1984 года. Каждый участок разбит на карты, рассчитанные на захоронение отходов в течение 2 лет объемом 32000 - 35000 м3. Карты полигона строились методом -выемка в грунте, углы откосов спланированы 1:2. Все карты имеют противофильтрационный экран из глины. В картах первого участка, предназначенных для захоронения бытовых отходов, внутренние откосы и дно укреплены слоем глины Ь- 0,2 м. Карта 1 участка в настоящее время закрыта. Второй и третий участок, предназначенные для захоронения бытовых и производственных отходов доработаны и укреплены слоем глины 0,5 м. Глубина карт захоронения - 2,5 м. Слой глины уплотнен с целью достижения коэффициента фильтрации 10'7 см/сек. Захоронение в картах производится послойно с пересыпкой уплотненных отходов изолирующим грунтом