Реакция микробных комплексов на техногенное загрязнение почвы в зоне действия Кирово-Чепецкого химического комбината : Кировская область

• Автор: Злобин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 03.02.08, 03.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Специфика развития микробных комплексов в средах, загрязненных тяжелыми металлами (обзор литературы)

1.1. Тяжелые металлы как один из основных загрязнителей почвы

1.2. Загрязнение почвы тяжелыми металлами и состояние микробиоты.

1.2.1. Биологическая роль и токсикологическое влияние тяжелых металлов

1.2.2. Микроорганизмы как сорбенты тяжелых металлов

1.2.3. Механизмы биосорбции тяжелых металлов микроорганизмами

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Характеристика Кирово-Чепецкого химического комбината

2.1.1. История предприятия

2.2. Почвы в зоне действия Кирово-Чепецкого химического комбината
2.2.1 Методика отбора почвенных проб для химического и микробиологического анализов
2.2.2. Определение химического состава почвы
2.2.3. Методы определения видового состава почвенных фото-трофов
2.2.4. Методы обнаружения и количественного учета бактерий в почве
2.2.5. Чашечные культуры со стеклами обрастания
2.2.6. Количественный учет водорослей и цианобактерий
2.2.7. Количественный учет микромицетов
2.2.8. Методики биотестирования и биондикации
2.2.9. Методы математической обработки
Глава 3. Химико-биологический мониторинг почв в зоне действия КЧХК
3.1. Химический анализ почв в зоне действия КЧХК
3.2. Видовой состав альгофлоры
3.3. Определение количественного обилия почвенных фототрофов
3.4. Количественные характеристики микологических группировок
3.5. Биомасса водорослей и микромицетов в почвах КЧХК
3.6. Микробиологический анализ почв в зоне действия КЧХК
3.7. Сезонная динамика альго-микологических группировок
3.8. Развитие почвенных микрободенозов в условиях длительного действия тяжелых металлов
Глава 4. Биоиндикация и биотестирование почв с использованием организмов различной систематической принадлежности
4.1. Микологические биоиндикационные показатели состояния почвы
в зоне действия КЧХК
4.2. Состояние почвы в зоне действия КХЧК по результатам биотестирования с использованием организмов различной систематической принадлежности
Глава 5. Биосорбционные возможности групп почвенных микроорганизмов по отношению к тяжелым металлам
5.1. Сорбционные способности грибов рода Fusarium
5.1.1. Определение уровня фитопатогенности выделенных природных изолятов Fusarium
5.1.2. Определение сорбционной способности Fusarium oxysporum и Fusarium sp по отношению к тяжелым металлам
5.2. Сорбционные способности цианобактерии Nostoc linckia
5.3. Биопленки Nostoc commune как сорбенты тяжелых металлов
Выводы
Литература

Введение
Одной из основных задач современной экологии является разработка стратегии реабилитации почв, загрязненных различными токсическими веществами. Тяжелые металлы (ТМ) являются одним из приоритетных загрязнителей (Добровольский, 1998; Никаноров, Хоружая, 1999). Наиболее изучены химические и физические способы детоксикации. Менее изучен вопрос применения биологических методов с использованием микроорганизмов различных систематических групп и микробных комплексов в целом для ремедиации загрязненных почв.
Необходимость изучения воздействия ТМ на почвенные микроорганизмы определяется тем, что именно в почве сосредоточена большая часть процессов минерализации органического вещества, обеспечивающих сопряжение биологических и геологических круговоротов (Добровольский, Никитин, 1984). Загрязнение почв ТМ вызывает определенные изменения в видовом и групповом составе комплекса почвенных микроорганизмов (Левин и др., 1989; Артамонова, 2002; Терехова, 2007; Домрачева и др., 2008; Евдокимова и др., 2010). Поэтому все более возрастает роль комплексного мониторинга техногенно нарушенных территорий, составной частью которого является биомониторинг с применением методов биоиндикации и биотестирования. Одна из основных задач в этом направлении - расширение круга организмов-биоиндикаторов и тест-организмов, адекватно реагирующих на содержание различных поллютантов в окружающей среде.
Цель работы: выявить возможность использования микробных комплексов, включающих водоросли, цианобактерии и микромицеты, для оценки состояния и ремедиации техногенно загрязненных территорий.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
1. Провести химический анализ почв в зоне действия Кирово-Чепецкого химического комбината (КЧХК).

ется эффективным механизмом детоксикации ТМ и способсвтует выживания ЦБ в загрязненной среде (Andrade et al., 2004).
Уже на практике реализуется идея ремедиации воды и почв, загрязненных ТМ, с помощью микромицетов и их метаболитов. Например, показана перспективность применения мицеллярной биомассы A. Niger в качестве биосорбента для очистки загрязненных озерных вод и промышленных стоков от ионов ТМ (Zn, Cd, Сг). Эффективность извлечения ионов Zn (9 г/л) составляла при обработке промышленных стоков биосорбентом в течение пяти циклов более 75% (Akthar et al., 1995). Процесс адсорбции ионов РЬ и Ni из промышленных отходов изучали на инактивированной формальдегидом биомассе грибов Rhizopus arrhizus. Показано, что способность биомассы грибов связывать ионы металлов зависит от их концентрации и pH раствора (Sag, Kutsal, 1997).
Уровень биоочистки почвы от ТМ повышается при использовании биосистем на базе полезных взаимодействий микроорганизмов с растениями, т.е. метод микробиофитоочистки. При выращивании хлопчатника, бобов, кукурузы на загрязненных ТМ субстратах в ассоциации с ризосферными микроорганизмами, синергически взаимодействующими, не токсичными и не патогенными, способными питаться экссудатами растений (грибов Trichoderma, бактериями Bacillus, Pseudomonas, Burkholdera) эта система эффективно и быстро поглощала ТМ (Vinale et al., 2003).
Таким образом, микроорганизмы, в том числе и почвенные, имеют большой спектр механизмов связывания и детоксикации ТМ как вне клетки, так и внутри нее. Микробное связывание поллютантов и их перевод в менее токсичные формы является основой процесса самоочищение почвы.