Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Токсико-экологическая оценка воздействия инактивированной биомассы дрожжей на почву

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Токсико-экологическая оценка воздействия инактивированной биомассы дрожжей на почву"

Научно-исолгдовательский проектно-конструкторский институт прикладная Сиохимии *

На правах рукописи

1КНЛ.ЧНА тж ЕА/ШШЖША тохск'ко- эешюгшш1ая 01цша воодшлвня ю1лкт1шнрованиой

шошссы дртэшя на пату.

I

Специальность 03. 00. 23, - биотехнология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степек:*: кандидата биологических наук

Москва-1^94

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете иц. Д. И. йанделеева на ка^дре промышленной биотехнологии и я Государственном научно-исследовательском институте» биосинтеза белковых веществ.

Научныб руководители: доктор биологических наук, профессор ГргЩэва Нина Боригозна; кандидат биологических наук Бедов Андрей. Петрович.

ОФи ;иальиые оппонент и: доктор химических наук Безруков М. Е , кг.ндид'-т биологлческих наук Ковальский Ю.В.

Ведугс^я оргэяиаация: Госуг^ственный санитарно-гигиенический медицинг.кий яке г »тут (г. Санкт-Петербург).

зашита состоится " "______ 1994 г.

I.

в ___ часов на заседании Специализированного совета

Л 093. в' Научно-исследовательском проект но- конструкторском институте прикладкой биохимии по адресу: 125209, г. Москва, улнца КЛары Цеткян, д. 4/6.

С, диссертаций можно ознакомиться и библиотеке Научно - исследовательского проектно - конструкторского института

I

прикладной биэхиыии.

. Автореферат разослан "____ 1994 г.

Учений секретам

I

а^цналнпироюашюго совсга кшщщщ апологических наук

И. И. ГУСЕВА

-11. Введение.

Одной на ва.инейших задач прикладной экологии является оцен"а воздействия на состояние экосистем действующих предприятий j ц^дьы обоснования приоритетные источников для разработки технических , технологически и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на сохранение состояния скружакшрЛ среда.

Специфические техногенные факторы одной на перспективных отраслей промышленности, биотэхнологических произьодств, представлены "биологическим" фактором, включающим, в основном, ливне клеч^-л микроорганизмов, продукты их метаболизма и нкактивировакные-.клеткн [Па-далкин.1980], которые по химическому составу аналогичны 'природным потока,1 органических веществ . i

Почва, как природная среда, играет особенную роль во вэаимссвя-эи природных сред. От самссчищакщей способности почвы, зависит состояние поверхностных и подъемных вод, плодородие п!!чвы, урокайность и экологическая чистота сельскохозяйственной продукции и др. К настоящему времени изучено влияние на почву большого ■ числа химических • ъвщзств, ь основном, ксенобиотиков (Перечень ПДК-химических веществ •в почве, 1693). Однако, воздействие на почву органических веществ биологической природы, к которым относится масса инактивированных клеток микросргания:.гв, практически не научено, хотя известно", что поступление в почзу таких веществ полет изменить количествень.1 потек субстрата и тем cai.UM привести к исменению структуры почвенного шк-робоцекоза и всех взаимосвязанных с этим процессов [Collins,1984]

В связи с вышеизложенным налью настоящей райотн явила*! эколо-го-гигиеническая оценка влияния на почву, как природную сред/, биомассы ¡«активированных гаетск микроорганизмов, как одного иа еюнов-ных компонентов техногенных факторов биотехнолсгических производств.

В качестве объекта исследования были выбракл крупнотоння.шые производства корневых дрожжей С папринз и зприка )., которые дли'.'аль-ные годы являлись постоянно действующим источником эмиссии пыли инактивированной бис массы дрола&й. ■

Работа проводилась в два этапа. Задачами исследований легкого этапа являлись: - гигиеническая оценка воздействия техногенного актора на почву, на основе изучений отклика экосистемы почвы, в концентрациях, моделируюицк регламентный режим работы предприятий и аварийную ситуацию; - определение первичного миграционного, ыиграиион-но-воздуинсго и ».шграционно-зодного показателей вредности; - изучение закономерностей биодеградации в ючве инактивированной бил/аоси

дрожь?!, и :chcbhuz компонентов ее составляющих; - выбор индикационных систеч д.»я проведения биологического мониторинга.

Зздгча второго ¿тала работы состояла в проведении импактного биологического мониторинга в районах источников эмиссии.

Наущдя новжиа. Впервые проведены комплексные исследования влияния на почву органического материала биологического происхождения, биоиглсы швктпвированных клеток дро.жлей, техногенного фактора биотехноЛогичееких производств. Выявлены индикационные системы и крктчрии для оце1- л влияния данного фактора на почву, как природнук сред/: чио.г-.'низсгь и"структура комплекса сапрофитных бактерий биоценоза, численность гриоов и санитарно-пскагательной микрофлоры, и интегралы ай показатель -• активность прорастания семян сельскохозяйственных растении. Показана идентичность трофических и тс-кси-ко-зколслчр.еских свс.!ств пнактивированкс-й биомассы разных видев дрожжей реда Candida, не зависящих от субстрата их выралщванпя (н-парафичы, синтетический этанол, гидролигаты растительного сырья).

.-Впервые научены закономерности и скорости биодеградации в почве ина.,'ти:,мрованной ыюыассы дрожжей и основных ее компонентов белка, полисахаридов, нейтральных липидов С соответственно, 10-12, 3.7, 18 и > 45 с/ток), зависимость от скорости потребления водораствори-^. мых прод/гггов гидролиза биомассы; - выявлено влияние структурирован-кости орратмеских веществ в клетке н клеточной стенг-и микроорганизмов, как! огр&игчлваюа^гс факгера:скорости биодеградацни; - показано, " чте юш«-1>:ка бз'одегрздацип описывается уравнением с двойной зкепо-

' «Ii «У А

нентой: А.=- А,* е' ■+ Хг* е

Разработала и апробирована система импактного биологического мониторинга воздействия ка почву специфического техногенного фактора биотехнолоП|ческих прсгЕЕОцств - биомассы »мактивированных клеток дрож*.:-й.

Практическая аягчимасть. Проведена эколого-гг.гиекическая оценка члиа^ия на почву, как природную среду, приоритетного техногенного фактора наиболее крупнотоннажного Оиитехкологического производства -инактшлрованной биомассы дрожжей, белковой пыли производств г.апри-на, Зпрлнь г, гидроливньп дрожжей.

Результаты исследований являются основой для обоснования ГЩК и ЩЭН биомассы ннактивирсванных клеток дрожжей в почве, Разработаны индикацго:*ные систем^ для проведения биологического мониторинга в . райок.? расположения заврдов кормовых дрожжей. Проведен импакткый биологический. мойиторинг воздействия на почву нести заводов по произ-

водсгву кормовых дрожжей, кохорьй показал от с пета не аагр;. знен ;я почвы в районах изученных объектов специфическими загрязнениям:! гашкгивирозанной биомассой дролмей в концентрациях, влияющих на показатели стабильности [каденкьг/ биоценозов. Пслученние д'чшчз являйся основой для составления рагделз материала при разработке ОВСС действующих биотехнологичесгах производств кор.эаьх дрокжйй.

Объем и структура диссертации: диссертация состоит ка введения, • обзора литературы, описания обгектов п методов исследования. Результаты экспериментальных исследований излоланы в 3 гла£ах. Работа заверпается общвд1 выводами и заключением. Работа изло-ена на 192 страницах мавинопиенога текста и иллистрирована 31. рисунком и Ко таблицами. Библиография содержит С-06 наименований, из них 173; на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

!1 ь-"годы исследования. В иодельни?: опатах были исследованы образцы дэрково-подаолкстой почвы ( НооклЕСкая обл., Серпуховской р-н) и чернозема (Курская обл. . ¡¿едвенекпй р-н) а недельных опытах , а так.тй образцы почз, отобранные а регионах расгюлолс-ния г вводов БВК.

При биологическом ишаотном мониторинге инактнЕйрованной биомассы дрота?й были сбследоЕзны как источники затеет; уаноды по производству каяринз ¡г элр;ша ( КиртскчП ВлЗ, Ангарск»./*, Новопо.-лцкий, СветлоярскиГ! заводы ЕЬК, Банкирский БХЗ и Нозырскай завод кормовых дрэхжей), расположенные в различных яочвешю-климатических гонах (лесостепной, таемо-лесной, гене сухих степей, лиственно-.^йсной), отличаются интенсивностью загрязнения окружающей среды. с'.Зраацы почв отбирались в соответствии с нормативными документами (Стандарт СЭВ 5847-8?..) на разном удалетш от источника выбросов в направлении господствую^.. гетрой. . ' \

Методологий исследований основывалась на Штадическик рекомендациях по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими вещества», 1И (1963,1557), проведению единой государственной системы экологического мониторинга (1393) с учетом специфики' доследуемого техногенного фактора, органического вещества биологического происхождения.

Скорость деетруш.ки »«активированной биомассы микроорганизмов определялась методом радиоактивных индикаторов по скорости иделения СОгпри инкубировании н биометрических колбах. Радиоактивность проб измеряли на спектрометре Парк фирмн " Мио1еаг СЫсаео" ( ОНА ) в сцинтилллторе на основе ддакеана с учетом гашения. Для получешл ме-

Ч'гной ¡.:\уг.т:-;оду Схсмзггы микроорганизмов промышеннь» тшт дро»-кеС. O.u&Ucsa СБСЕ-744) и С. utilis (В2Б-651) выращивали в периодн-чесю« -лиме при испзльгсвакин в качестве источника углерода соответствен»';; J-*С-октадеканз и 1-2- ^О-этаяслз. Биомасса обрабатывалась по i*r.*.iv¿3M, пркблиленкьгм к прокаленным стадиям постфзрментаци-ои!!-.:й обработки , Трофически? свойства полбяных образцов тестировал-. с т-,-м:зи? промь-итениогс- штамма Eac. tíAirieneiínsis, для выраши-вашм югорэго в йроиьщеиных уеяогга.ч. использует питательную среду, ос!ЮЪ.чым;к-:мзснентсу которой является биомассы кормовых дро.-мяей.

• 'Стильны-; ко^оненты то rait ко меченой С-14 дроллевой биомассы получал;) диЗфгреяидальным центрифугированием иг биомассы дегинтегри-j»e3hh;íí в дезинтеграторе SGK ("Erawn Melsungen", ФРГ) С Егорова, Белей, 1Л542. •

Прс':еалити«есг:уи и целлюлагнуи активности почв определяли в соответствии с общепринятым.' методикам! [ Уагиев, 1990].

Определен.« чиглен.чости микреергзнигмоз и структуры почвенного 'бисценога про^гдилк в соответствии с рекомендациями [Звягинцев, 1907). s '

Результаты исследований и т обсуждение.

Э.1. Изучение ? ruto 11 оме р > ш« й биодеградации инактквщадвантй биомассы дроилей в почю.

При/последовзш.". в моде .и ныл СПЫСЗУ. бИОДеГрЗДЗЦИИ дроджевой Счю-ы';ссы пдаггнэ влияние своссбз подготовки сбрагца почвы на интенсивность процесса. Скорость бнодеградации (7¿> паприн?. и эприна в воз-душю-суапх образцах, увлажненных в момент постановки опыта, составляло 24 и'КЗ Спок, в черно?*!« и дерново-подзолистой почве соответственно. Активация образцов-почве«ной вытядкой приводила к снил?-яип перно,-'з п- лураепада до 12 оутрк,. активация почвы супернатантом почвенной вытяжки, центрифугированко!» при 20000 g в течении 60 мин (практически'свободной от от микроорганизмов) - до 17 суток. Сравнена скорости деградации дрожжей в образцах свелеотобранноЯ почвы и в обрагц-.): предварительно активированной ( увлажнение до 60 X и инкубация иркч=2С*С в течении 5 суток ) соответственно 10 и 1£ суток, и показывает, что инкубирование при данных уолевпл?: практически полностью восстанавливает деструктивную активность почвенного биоценоза нативной -почвы. (

Htл этих исследованиях также была выявлена трофическая идентичность исследуемых продуктов паприка к эпрниа.

О

Исследование влияния температуры и влажности, как основных а5к-

отических {шггоров, на динамлгу биодвградации в почве биомассы дроя-мей показало, что при постоянной температуре 20 С , степень у^лажн*-ния почвы в диапазоне от 50 до 90 X не оказывает значительного влияния на данный процесс. Сшмеши вдаляости почвы дЬ 30 а такжэ повышение степени увлажения почвы кьсь? 50 * приводит г. снижению скорости ра8Л0Л!£1шя исследуемых продуктов. В условиях оптимал» :ю». влажности, выявлена шшишльнзя температура 10-12 С ( по кривой Аррени-уса ), при которой наЗлядазтся роэкое сшиание активности деградации биомассы дрожлей ( рис. 1 ). ■

При исследовании зависимости скорости деградации дрочлавой биомассы ог внесенной концентрации ( от 0. Б до 20 мг/г) пскаЬано, что зависимость имеет слоадыЛ характер (рис.2). При концентрациях продукта ненэе 10 мг/г почвы скорость деградации описывается уравнением Шхаэлиса-Шнтен, в при более высоких концентрациях - уравнением 1-го порядка, что видлмо является следствием потребления продукта активированной почвенной микрофлорой, являюцс-йся .г-стратегами, обладающими высок«! скоростью роста и короткой лаг-фмой [ Кодевин, 19831. Выявленная зависимость показывает, что снижение п-риода полудеграда-•ции привнесенного в почьу изучаемого фактора можно испояь5ч.вать в качестве критерия степени загрязнения почеы кормовыми дрожжами.

Поскольку анактивировадная биомасса дрожжей; представляет* собой сложный гетерогенный субстрат, ссдерлащцй различные классы "ртами-ческих соединений, была исследована динамика деструкции в дерново-подзолистой псче'Э основных выделенных компонентов биомассы дрожлвй. Наибольшая скорость биодеградащгл определена у ,¿¡пиарной белковой фракции ( 3.7 суток), Скорость биодеградации так*х различных по своей структуре компонентов как полярные лин'иды, глюнлны и хитин сопоставимы и составляют I Т= 18 суток). Скорость биодк'рада-ции манианса нл.те, £5 суток, нзиЬолыщя устойчивость определена для фракции нейтральных липидов ( 45 суток). .Показано,,что'скорость бнодегрэдации сую,арной белковой фракции меченой С при одновременном внесении промымленных образцов кормовых дролдай и фр?-щни клеточных стенок уменьшается до 5-6 суток. Это д^ет основание ..слагать, что, лимитирующим компонентом при биодеструкции инактивирс'йан-ной биомассы дрожжей являются неточные стенки, маннаны которых выполняют наибольшую защитную функцию, а также о влиянии кле'. очко'« ор-ганигации на скорость ее бпсдеградщии.

Для -изучения закономерностей первого этапа биодеградацим дрожжевой биомассы в почег, который определяется диффузией монс.мерных

з.о 2.5

2.0

4» V.

ист 'С * су Т ТТТГОИЗГ" 5

33

34

35 1/!Г-10*

5 10 15 20 концентрация, от/г почвы

Гкс. I. Оаписшлость скорости бкодегрвдавдш (V) дроа^етй биомассы в почве от температур:! инкубации ( А ) л от дозы внесения продукта I В ).

6. 8 | врекя, сутки

Рис.2. Длншдаш бжуцградащш биомассы дрожаей при дегидратации почда: I - аодопроводная вода, 2 - смесь глюкозы л глутамшюаой

яиаготы, '3 - потаенная вытяжка, 4 - глшоза, 5 - глутаюловая кислота, 6 - пептида.

водорастворимых компонентов к шкрскалониям микроорганизмов .вдр.ли-тиков, скоростью индукции и составом внеклеточных делолимераэ, в почву одновременно с биомассой дроллеЯ енссили следовые количества глутаминовой кислоты, глисзгы и пептидов. Наиболылая стрость бко-двградации наблюдалась при совместном внесении аминокислот и углеводов, что определяется повышением активности рг^эних функционала нкх групп микроорганизмов ( рис. .2). Можзп полагать, что дпнз(.р;ка бпо-деструкции на первом этапе определяется особенностями иняукции д-по-ллмераэ гидролитикзмл.

Скорость биодеградации шкробисй биомассы определяется такле скоростью потребления всдорасгаорпж:«: продуктов .гидролиза, урогень накопления которых составляет около 10 % от внесенного углерода биомассы ¿1 зависят от концентрации дролжгй и типа почвы . В водорастворимых продуктах гидролиэа содержатся до -¡Г? углеводов - 30 X, аминокислот - до 28 цессе инкубации умещается с £3 до 22 X. При этом возрастает концентрация органических кислот, что обусловлено, Вероятно, процессами дезаминироЕзния аминокислот (табл. 1). Потребление водорастворимых 'продуктов начннается после некоторой лаг-фазы и определяется "'скорее всего процессами диффузии субстратов в микрозони /.ткрооргакигмов.

Таблица 1.

Содержание и состав асдорастворимых продугасв деструкции биомассы дрожжей в дерново-подзолистой почве ( концентрацш привнесенной биомассы 10 иг/г почеы).

органических кислот, содер**»нне которых в про-

1 | Вреш | инкуб., | сутки т ---------- ------------------ 1 (Концентрация водораствор. прод. , X | Суммарная конце нтрац. продуктов,^.

1 I аминокислоты 1 ¡орган, к-та 1 1 | углеводы|

1 1 1 1 .. " 1 ! -- 1 ...... 1 1 - 1 •1.5

1 2 | £7. 1 | 29.2 | 22.6 | 3.0

1 4 | 2£.1 I 43.7 .1 31.1 | 11.2

1 б I 21.9 Г 43.2 | 36.3 1 "6.2

1 й I 21.7 ( I 43. Э 1 | 29.3 1 1 I 7.3

При определении шыетических параметров транспорта осноьш.х метаболитов Снодеградащш инзкгивнроЕнннсй биомассы дрожжей на ишшере глюкозы [Пашшков, 10911 покагано, чго в процессе десг^укции субстрата величина К снижается (та&шцг. 2). Это может сьидетелдстьо-

|П

вать о происходящих процессах сукцессии, в развитии эимогенньл популяций п;п однократном внесении в почву дрожжевой биомассы, характеризуешь: :я г - стратегией, которое продолжается около трех недель, что примерно соответсгвуег периоду полудеградации дрожжевой биомассы. Сличено, что на начальном этапе Сиодеградации (1-2 суток) кинетика потребления глюкозы не описывается уравнением Михаэ-лнсз-Ме.^ть,:, з представляет собой сигмоидную зависимость.

Таблитп 2.

Кинетические параметры потребления глюкозы почвенным сооб-щест,чсм и .процессу биодеструкции дрожжевой биомассы.

I-г---г

(Ерем- инку* |

| бащ!'-; 5 сут. -л | mi оль |

-1

VmaA< '

нм / час*г почвы |

I

8 15 -2 а.-

<49

I

0.75 ± О. Сб

0. 7L- ± О. 08 о. еъ ± о. ю

0. ЕБ ± С. 05 0. 25 ± 0. 03

I

3. 03 ± О. 24 3. 03 1 О. 25 2. 12 ± О. 12 1.82 ± С 14 Q.75 ±. О. 15

I

I

Проведенные исследования достаточно полно характеризует начальный этап процесса деструкции дрожжевой биомассы в почае, но не позволяют однозначно сделзть г1 ¡вод. о .иаштпрущгм звене этого процесса. Кинетика начального этапа бкодегрэдации дссждевой биомассы однократно поступаю.',? Л в почву адекватно описывается уравнением, применяемые для описан':я кинетккл разложения других органических веществ биологической происхождения UlMsqn, 13'"'; Hunt, 1977; Murayam, 1994j: А=-А1*е*'*+ ?4*?tlt (1)1 где А1 - доля углерода субстрата, наиболее доступная для"микроорганизмов почвы; А2 - доля углерода трудисразлэ-гаявдтая компонентов субстрата, а также углерод», включившегося н би.мас:'у почвенных ь^крооргакиэмов я в органичеоксе вещество почвы э результате г сорбции. При этом необходимо стметггь, что процессы био-деградацки в 1!очве юставлякшЕ компонентов субстрата идут пасзлель-но.

3.2. Эи>лого-ижснколг)гическал оценка глнян.ш ннакткнировзнной Оиомлссы минрооргаюс'мов на почву.

С. L.I. При изучении влияния инзкгнепроданной биомассы дрожжей на Ферментативную акти"яэсть почвы е модельных опытах ¡¡оказано, что скорость ¡-¡оцессой биодеградации изучаете продуктов в почве хорошо

коррелирует с уровнем и активностью гидролаз, осушрствлящи/ гидролиз растворимых компонентов клеточной стенки к обеспечивасдих гидролиз протеинов. Максимум протеолитичэской активности определяется на 4-7 сутки инкубации в зависимости oí количества внесенной -в почву биомассы дрожжей, а затем медленно снижается. Пролонгированная активность протеаэ указывает нз возможность длительного еиниеа ферментов, что согласуется и с возрастанием ферментативной активности пропорционально количеству внесенных дрохией (р.ю. 5). Целлшшзная активность почвы после достижения максимума быстро снила-.тея до исходных значений, что подтверадает наличие установленной ранее определенной специфической индукции деполимераа СПзнииков, 19011.

Полученные результаты дают воемо'июсть рекомендовать Haj ряду с другими показателями в качестве критерия загрязнения почв Селоксо-держацей биомассой дрожлей использовать определение уровня про.-ео-литической активности по-лы. i

3.2.2. Изучение влияния после дуемых техногенных факторов на сапрофитную микрофлоры почвы. «

В целях определения индикационного компонента почвенного биоцено-'за - исследовалось влияние разных концентраций биомассы дроялей на рост основных групп сапрофитных микроорганизмов пбчвы, грибе, бактерий и актиномидетов. (л) ;

Показано, что рост теот-культур грибов и акгиномицетоь стимулировался во всем диапазоне исследованных концентраций загрязнений от 0.5 до 2-3 г на чашку. Отмечено стимулирование роста бактерий при низком уровне загрязнений, а при повышение дозы в 2-4 раза / некото-, рое угнетающее воздействие. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии ингибирущего действия на рост представителей разных' сап- ч рофитных групп микрофлоры почвы инактивированной биомассы дрслЬий во всем изучаемом диапазоне концентраций. Однако бактории являются' наиболее чувствительной группой по отношению к высоким концедтр;!циям данного фактора. '

С цедьв разработки критериев рия оценки влияьия изучаемых Рио-техногенных факторов на рост почвенных бактерий о или проведе.ш совместно с кафедрой биологии почв 1Л'У динамические опьггы продолжительностью до 22 суток е соответствии с рекомендованной методикой С Ко-жевин ILA. ,1989]. Шло установлено, что обшдя численность ¡г-цгывав-

(*) Штаммы микроорганизмов были любезно предоставлены каф-дрой почвенной микробиологии МГУ им. №. И. .Ломоносова,

мы/, гневом бактерия в вариантах с. загрязнением почвы преэылаег таков;,гн в'контроле (рис. 3,А). При этом в диапазоне внесения концентраций п;. дукта до 0.005 г/г почвы зависимость между численностью бактерий и уровнем загрязнения имеет линейный характер У=29+4С£)й*Х, при Солее виЬоксм уроЕ.че загрязнения характер зависимости меняется {рис.2,8). Показало, что инкубированные в течение 5 суток образцы нсу-одисг* почва характеризуется белее упрощенней структурой бактериального комплекса, на характеристик;' которого существенно влияет исследуемый 4актор. При этон диагностическое значение имеет доля бактб?ий с короткой„лаг-фазой появления колоний. Так по сразнетт с исходной почвой и контролем при внесении инактивированной биомассы дро.ч>л в диапазоне-концентраций от 0.00005 до 0.005 г/г почвы зна-чител1,ю ук?ньшаетс.; количество колоний бактерий, регистрируемых через 40 • часов инкубации ( рис. 4,Е).

При внесении палрина в концентрации 0. 00005 г/г почвы существенно меняется таксономическая структура микребиоценоаа почвы, инкуби-ровьннзп^ в теченг»; 5 суток по сравнению с контролем ( рис.4,А,Б). Доля .аорообразущиу бактерий, основная масса которых моле г Сыть учтена через 40-45 часов после посева, уменьшается при наличии загрязнения Чэлее чем в 2 ,рага. Необходимо отметить, что на более поздних этапа;: микробной су-щессии гна--. офсета может меняться.

Т/lkitm GßpaaoU., на основании полненных 'результатов для апробации в буомонитсришч1 можно рекомендовать использовать в качестве индикационной тест-системы определение изменений в состзЕе почвенных бактерий В качестве критерия, позеолйюцрго делать вывод о наличии данного загрязнения в почве, может быть принято возрастание на порядок и (Алее численности учитываемых посевом бактерий ь активированных образцах лочвы в сочетании с показателем снижения в 2-3 раза доли индикаторной гругшы бактерий, регистрируемых на чашках через 40-45 ,-часов .'.осле посева.

Остановленное ,активирующее действие биомассы дрохигй на рост почвепых грибов (табл.3) дзет основание рекомендовать использование данного показателя в качестве информативного критерия оценки воздействия изучаемого техногенного фактора на почву.

критерием загрязнения является возрастание количества грибного мицелия :-;е менее че»^ в 7: раза.

10 15 20

dpемя„ gjtigl

!iÜiL^i.

r DO'lltft

J,

200

120

/

0.01 0.03 ! 0.05

уровень загрязнения, г/г почви

Рйо.З. Динамика ( А ) л зависимость ■( В ) oöujet' численности (¿/) почвенных бактзриП при (от) разлячшх уровнях загрязнения почвы-шсактивировашюй биомассой дроюкей (г/г почни): — контроль. —9— 0.00005, —я— O.OQ5, 0.05. •

Рдс.4. Влияние инактввировашой биомассы дрожкей' на таксокомичес-ческую структуру бактериального комплекса (А,Б) через 5 суток после увлажнения почви : А - контроль, Б - внесено 0.00005 г/5' псчви. Доля бактерий с временем появления колоний менее' 40 часов (В) I - исходная почва, 2 - контроль, почва после инкубации в течения 5 суток, 3 - внесено 0.005 г белковой шли на г почви, 4 - внесено 0.00005 г белковой шли на г почви.

I - грамотрицагелыше бактерии, II - спорообразукдаг бактерии, III - шшпюмицеты , I - коршвподойше.

ТаОлица 3.

Количество грибного мицелия в гавнсимзети от уровня загрязнения дерновс-подзолистой почвы инактивированной биомассой дрожжей.

Г .....- ---------------- I Концентрация исследуемого | фактора, г/г почвы .......... ........ 1 Количество грибного | мицелия, м/г почвы |

| Контроль 180 200 |

1 О. 002 400 500 |

I 0.01 ' 700 800 |

| G. 02 1000 1100 |

| 0. 1 1500 1ВОО |

1 1

з; г1.Изучение влияния инактивированнолй биомассы дрожжей на рагвнтие патогенных микроорганизмов на модельных обрззцах почеы при использовании в качестве тест-культуры санитарно-показательных микроорганизмов иггаимоп. Е. со) t ( получены из коллекции института эпидемиолог ¡¡и и микробиологии им. И.Ф.Гамалеи ), установлено наличие по-лс*лтель:,.рЛ зависимости показателей активности роста Е.coli от кон-центрапи внесенной п, почву биомассы дрожжей, стимулирующее влияние увеличения дозы на развитие .кишечных палочек на начальном этапе инкубации/; рис. б) . • Эта Подтверждает н литературные данные о доступности б.:тмассы дрожжей и (ее. компонентов для данной группы микроорганизмов 6 дагт основание полагать, что данный показатель является "значимым4 при токсико-экологической оценке влияния дрожжевой биомассы на по'!ву.

3&. 4. Исследования выноса кормовых дрожжей и продуктов их биодеградац'-ш -в грунтовые воды (.миграционно-всдный показатель) проводились в специально смонтированной установке. Учитывая, что инак-тивирсчанная ' биомасса дрожжей представляет собой совокупность высокомолекулярных Сиопогшеров, тогда как мигрировать в грунтовке воды могут лини I растворимые низ ко мо л i куля рньге вещества слабо сорбируемые

почвой. 1в 'качестве провокационных условий в опыте были приняты высо-

< ш

кий уровень загрязнений биомассой, меченой С, максимальное орошение

и использование активированных образцов почвы.

. Исследования прказали практическое очоутствие миграции иг почвы в грунтовые воды инактивированной биомассы дрожжей и низкую степень миграции рродукто^-ее биодетрадацш. Лак га 45 суток, экспозиции в грунтовых водах бьшо определено всего*2. 64 X углерода от'Енесенко--

■-П'

6 10 14 Время, сутки ' , 1 ,

Рис.5. Динамика протеолитичэской (1,2) и целлюлазноН (3) актив-,: активности в образцах дерново-подзолистой почвы при ■' внесении иноктивцрованной дрожжевой биомассы в разных ' . Концентрациях: I, 3 - £Г.01 кг/г яочвн, 2 - 0.002 мг/г ПОЧВЫ.

10

ч

—5——Б?—Й—1-'-—

время, сутки

Рис.6. Вшшше белковой шла паприка иа рост сашгаарво-показа-тельной групш бактерий (Е.С0&) на качельном этапе инкубации.

Количество загрязнения (г/г почва): I - контроль, 2 - 0.002, 3 - 0.01, 4 - 0.02, 5 - 0.1.

6

го субстрата, который был представлен аминокислотами, органическими кислотами и углеводами, соответственно в количествах 11.4 %, 14.3-25.7 % и 17.1-22.9 Т..

3.2. Б. Определение миграционно-воадушного показателя вредности инактивированной биомассы дрожжей и продуктов ее биодеградацни , ха-рактеризуиаого процессы поступления экзогенных загрязняющих вес^ств из почвы в атмосферный воздух с пылыо, испарением и сокспарением с водяными парами , проводили е специально смонтированной установка, с .учетом как методических рекомендаций , так и специфических особенностей изучаемого техногенного фактора, в частности его биологической природы , гетерогенности состава , нерастворимости в воде и др. Исходя из этого условия модельного опыта характеризовались внесением значительных количеств продукта (меченая^'й биомасса) и повышенной температурой инкубации почвенного образцз для стимуляции наделения летучих компонентов разложения биомассы дрожжей.

• ■ Результаты опытов показали отсутствие миграции из почэы в атмосферный воздух инактивированной биомассы дрожей. Определена степень миграции продуктов ее биодеградации; аа 35 суток экспозиции в атмосферном воздухе обнаружено до 33 X углерода от внесенного субстрата, представленного углекислотой - 99£, аминокислотами - 0.003 % и 0.3-0. 9 % - продуктами кислой природы, в основном низшими жирными кислотами.

I

,3.2.6. Одним из важных показателей токсикологической оценки .. техногенного фактора для почвы является фитотест, т. е. определение ■ активноста прорастания семян сельскохозяйственных растений в почве в зависимости от уровня внесения ¿актора.

•Результаты изучения влияния на степень прорастания семян (овса, пшеницы, огурцов, горчицы) различных доз внесения биомассы дрожжей от 0.0002 до 0.1 г/г почвы в черноземе и дерново-подзолистой почве, представленные в таблице 4, показывают, что при увеличении поступления изучаемого фактора .в почву активность прорастания семян снижается. Присутствие в почве максимально исследованной дозы - 0.1 г/г почву, попадание которой в почву возможно лишь локально при аварийной ситуации, полностью подавляло рост семян растений. Внесение в почву инактивированной биомассы в количестве 0. 002 г/г почвы снижало активность прорастания семян на 20 %., увеличение концентрации да О. 01 - 0.02 г/г почьы более чем на 60

Таблица 4.

Активность прорастания семян в почвах е зависимости .от

концентрации внесет я кнактивированной дрожжевой биомассы.-'

1 1 Концентра-' Длина корней проростков, 1 см (1) и 7. (2) |

1 Ф..Л 1 ция загряз-

| x ип | г 1 1

| почвы I нения, озэс | ппеница огурцы • 1

г/г почвы 1 2 | 1 2 i 1 2 |

| черно-| К 1 12.5*0.9 100|13.7*1.2 100 4.3*0.5 100 |

| зем | 0.0002 11.840.7 95 ЦЗ. 4±1. 4 98 3.3*0.3 77 |

0. 002 8.3*0. 9 70|11. Ш. 0 81 2.5*0.2 ( 63 |

0.01 6.9*0.5 55| 7. 6i0. 8 55 2. 410. 2 ' 57 |

0. 02 6. 4i0. б 51 | 5. 2iG. 4 38 1. 2*0. 1 29 f

0.1 отсут. роста | отсут- роста i отсут. роста |

1 дер- I К 1 10. 9*1. 0 100111. Sil. 2 100 4.9*0.5 100 |

| ново- | 0.0002 . 9. AiO. Э 3ö|10. 6±i. 0 92 4.1*0.4 84 J

| подзо-| 0.002 6. ,'iO. 7 711 8. 6*0. 9. 74 3.4*0.3 67 |

| листая| 0.01 6.5*0.8 60|V.8±0.8 67 2. 5*0. 2 51 -1

| почвз | 0. 02 2.7*0.2 25 |. 2. 2*0. 1 19 0.7±0. 1 14 |

l 1 0.1 отсут- роста ¡отсут. роста -,--:-:- отсуТ. роста . | i

Аналогичная закономерность была получена в опытах с. образцами почвы, отобранными на.расстоянии 5-7 км от источников выбросов в ра-, Ионах расположения заводов кормовых-дрожжей.

При внесении дрожлевой биомассы в концентрациях от 0.002 до . 0.1 г/г почвы визуально наблюдался интенсивный рост плесневых грибов на поверхности почвы, что подтверждает полученное данные, о стимулирующем влиянии исследуемого {актора на рост сапрофитных грибов и дает основание полагать, что снижение активности прорастания семян может быть вызвано токсинами грибов, продуцируемыми в почву.

Анализ изменения химических показателей почвы под Влиянием различных концентраций инактпвировакной биомассы дрохжей показал, что при увеличении количества загрязнения от 0.002 до 0.1 г/г почвы, в почве заметно увеличивается содержание фосфора, и азота:, общая кон-, центрацня азота возрастала от 17 до 70 мг/100 г почва, соответственно, при этом содержание Р3 О,, увеличилось с 0.300 до 1.65 мг/100 г почвы , что возможно также оказывает шгибирующее ■влияние на актив-

кость прорастания сешн.

. Полученные результаты диктукя целесообразность включения данного теста в структуру биологического мониторинга загрязнения почвы инактивированной биомассой дрожжей.

Анализ полученных в модельных опытах результатов показывает, что наиболее чувствительными показателям» к внесению инактивированной биомассы дрожжей являются фитотест, самоочиирощая способность почвы от санитцрко-показательной группы микроорганизмов, изменение числен-.нами грибов, структура и численность комплекса сапрофитных бактерий. Поскольку основной целью установления ПДК техногенного фактора в почве является определение' концентрации , не влияющей на здоровье человека через его взаимодействие с почвой, представляется обоснованным использовать в качестве лимитирующих показателей фитотест и выживаемость санитарно-показательных микроорганизмов. На основании этого в качестве действующей концентрации изучаемого фактора может быть принята концентрация 0.002 г/г почвы.

. Принимая во внимание принятое в прикладной экологии понятие предельно^ допустимой экологической нагрузки техногенных факторов [Федоров, 197БЗ, в качестве лимитирующего при определении предельно-допустимой экологической нагрузки инактивированной биомассы микроорганизмов может быть приняг показатель, характеризующий структуру и численность комплекса почвенных сапрофитных микроорганизмов, количественные ' характеристики (которого в модельных опытах изменялись при минимаяьнрй концентрации исследуемого фактора - Q. 00005 г/г почвы.

Полученные результаты являются основой для разработки концептуальной модели и методологии проведения имлактного мониторинга с целью определения воздействия на почву биотехнологических производств.

3.3. Проведений ишшгнога почвенного мониторинга, заводов ШК, - как источников амксежа инактивированной биомассы микроорганизмов.

Впервые был проведен импактный биологический мониторннг "биологического" техногенного фактора - биомассы инактнаировашшх клеток дрожжей p. Candida в почве на основе метода оценки отклика системы. Для этого в качеств объекта биологического мониторинга использовали почву, отобранную по экологическому профилю от источника, проходящему через зону наибольшего загрязнения по направлении господствующих ветров.

Результаты определения численности и структуры комплекса сап-

рофитнья бактерий - наиболее чувствительной индикационной системы, не выявили зависимости между данным показателем и удалением точки . отбора образца от источника выброса . Это свидетельствует либо об отсутствии признаков загрязнения почвы инактивированной биомассой микроорганизмов при работе заводов в регламентном режиме в концентрации загрязнения выше 0.00005 г/г почвы, которая по данным модельных опытов существенно меняла структуру и численность -почвенного бактериального комплекса, либо в условиях непрерывного поступления в почву техногенного фактора возможно формирование адаптивных свойств у компонентов почвенного биоценоза, что, в свою очередь, может повлиять на результаты мониторинга, либо что вероятнее всего, при попадании в почву при работе завода в регламентном режиме дрожжевая биомасса потребляется грибами и поэтому данный тест не является достаточно чувствительным при проведении мониторинга в реальных условиях.

Однако, результаты исследований количества мицелия грибов в районе расположения Кириикого БХЗ, показывают, что количество мицелия грибов в почвенных образцах санитарно-эащшюй зоны, в точке наибольшего загрязнения С т.1), не превышает более чем в 2 раза таковое в контрольном образце ( ч.'.Чл.5), что подтверждает также отсутствие в санитарно-защитной зоне завода загрязнения почвы инактивированной биомассой дрожжей в количествах, приводящих к активное/ росту почвенных грибов.

Таблица 5.

Содержание грибного мицелия в образцах почвы, отобранной на разном удалении от Кирмгского БХЗ, как источника 'эмиссии.

I-1--—:-^

|Точка отбора почвен. образца[Количество грибного мицелия,и/" почвы! |-,-,

) 1 ( 500 м промзона ) ) 500-600* I

I 2 ( 2000 м на П-З ) | ■ 400-500 I

! 7 ( 4000 м из с-в ) I 400-500 I

Исследование самоочгадовдэй способности почвы от патогенных микроорганизмов, проведенное совместно с лабораторией гигиены почв НИ-1ГЭЧГСС им. 31. А. Сыскка РАШ, показало, что количество клеток кишечной палочки в образцах почвы, отобранной в расчетных точках наибольшего загрязнения достоверно не отличается от их количества в контрольных образцах, что свидетельствует об отсутствии влияния выбросов данных . заводов на рост санитарно-показательной группы микроорганизмов в

почав (табл.в).

' . Таблица 6.

Динамика содержания ккиечной палочки в образцах почвы, отобранных в районах расположения.заводов БВК (10*кд/г почвы), ( п=б, Р=0.05).

1 ......... I Завод I .....-■■ | Бремя исследо- Образцы ПОЧВЫ " 1

вания, сутки т. 1 т. 2 ■ | т. 5 |

1 Светдоя^ский 1 с 1 и 0. 5*0.3 1.0*0.8 |0.6*0.2|

| вавод БЕК 1 7 1. 5*0. 9 1.Б*1.1 11.6*0.8|

| 21 0. 3*0. 2 0.9*0.5 |0.8*0.4[

| 27 — 0.6*0.2 |0.5*0.3|

| Ангарский 1 5 0. 5±0. 3 0.7*0.2 |0.7±0.31

| завод БЕК • ' 1 7 В. 7*3. 4 4.3*1.5 10.5*0. 21

| 21 0. 5*0. 2 0.3*0.1 |0.2*0Л|

| 27 0. 2*0.1 0.3*0.2 10.Б*0.2|

| Шзырский 1 6 4. 3±0. 7 5.3*0.3 11.0*0.2|

| завод кормовых 1 7 В. 7*0. 9 4.3*1.0 |0.3*0.1|

Г 'дрожжей 1 21 0. 6*0, 3 0.3*0.1 1— 1

| 27 0. 2*0.1 0.3*0.1 |0.5*0.21

' 1 | Башкирский 1 Б 9. 5±а. 2 5.3*0.3 |0.3*0.1|

; БХЗ 1 7 7.1*0. 9 2.3*0.2 I5.3tl.2l

1 * | 21 0. 3¿0. 1 --- |1.5*0.3|

| 27 0. 2*0.1 0. 2±0.1 |0. 5Ш. 11

| Новополоцкий 1 Б 0. 5*0. 3 1.0*0.2 |0.6±0.3|

| вавод БВК 1 ' 7 1. 5*0. 5 1.6*0.5 |1.6*0.8|

I 21 0. ЗЛО. 1 0. 9*0. 2 10.8*0. 51

1 | .27 1 - 1 . 0. 5±0. 3 10.5±0.21

Е целях изучения биодеградационных свойств почвы сравнительно в образцах почв, отобранных в зоне наибольшего загрязнения точке максимального'загрязнения и контрольной точке, максимально удаленной от источника эмиссии, определялся периоды полудеградации дополнительно привнесенной меченной биомассы дрожжей в количестве 0.05 г/г почвы. Результаты, представленные в таблице 7, не позволяют выявить

прострааствеянуп неоднородность почвы по данному показатели и Тем самым могут свидетельствовать об отсутствии влияния поступаюорго в почву загрязнения на деструкционные процессы почвы. - . ;

* Таблица 7.

Мониторинг скорости Йиодеградзции исследуемых техногенная факторов" в почвах, отобранных в районах расположения заводов кормовых дрожжей.

Завод

Время экспозиции, сутки

Выделившийся СО/ точка 1 , I точка 5

Нойополоцкий завод ЕЕК (паприн)

2

3

4 7 11

19. 82. •• 34.81 ' 42. 62 54. 98 -59. 55

■ 6 сут.

. 7.8В -; ' 16.77 . 23. 05 43.0553. 19 "., 1".= 10 сут.

Шзырский завод кормовых дрояжей (палрля)

Банкирский Б/3 • (паприн)

2

3

4 7 11

2

3

4 8

5.63 ■ . 19. 52 31. 86 ' ' 50.06 • '55.58 ;

V 7 СП-

. 8.84

,18. зб;

,25.12'; • 44. 56 ' > ' . : 53. ,72" . .. ^ 9 сут.

12. 52 „ ' зо; 56 '' '. 33. 40 ,

. 52.99 '-т:»'б.3 с уч.

5.7 26.3 40. '45. 52.-09 т = 7

-"I

сут. |

Полученные значения протеолигической активности почвы также были.соизмеримы в наиболее загрязненных точках (т.1) и в контрольных образцах почвы (таблица 8). 1 , ■

Таким образом,' проведенные'' исследования не выявили сколько-нибудь заметного воздействия . техногенных факторов, непрерывно действующа в течении более 10 лет источников эмиссии предприятий кормового белка, на'- биодеградационные свойства почвы в реальных условиях , как в еанитарно - защитной гоне.

Таблица 8.

Протеолитическая активность гючеы, отобранной на различном удалении от источника загрязнения в районах располо»ения заводов ББХ.

1 .......... 1 | Завод | 1 1 1 1 1 Точка | отбора | .....■ 1 Протеолитическая активность. 1 ыкг С белка/(г почвы* час) |

1 1 | Банкирский | | ЕХЗ I 1 1 1 | 5 I 365.0 ± 36 | 380.0 ± 33 |

! 1 | Светлояравий | | завод ЕШ | 1 1 5 I 72. 9 ± 6.0 | 66.1 ± 5. 5 |

| Ангарский . | | завод БЕК | 1 1 5 1 579. 5 ± 45 871. 9 ± 40 \

1 1 | Шзырский 1 | э-д корм. др. 1 1 1 1 ! б 1 1 913. 9 1 85 | 957. 3 ± 90 1 1

■ • Результаты проведения ¿итотестирования как одного из выявленных в модельных опытах лимитирующих згатоксикодогическнх показателей воздействия,дрожжевой биомассы на почву, е образцах почеы, отобранной по экологическому профилю, представленные на рис.7 показывают отсутствие'сколько-нибудь заметного угнетения активности прорастания 'семян в точках , характеризующихся разной нагрузкой загрязнения. Следует отет.ить некоторое стимулирование прорастания семян в почве, отобранной в санигарно-защиткэй зоне предприятий. Аналогичная тенденция отмечалась в модельных опытах, при внесении в почву изучаемой минимальной концентрации фактора - 0.0002 г/г почвы.

Обобщение результатов фпотеста в почвенном мониторинге также позволяет делать вывод об отсутствии загрязнения почвы как в сани-харно-защигной зоне заводов, так и вне ее техногенным фактором производства кормового белка в концентрациях, угнетающих развитие семян сельскохозяйственных растений.

С целью определения зоны "риска" в случае массированного поступления загрязнения в почву, отобранную по экологлч-?скому профилю, вносили провоцирующие добавки исследуемого загрязнения в действующей концентрации 0.01 г/ i1 почеы. Результаты показывают, что степень угнетающего воздействия привнесенного загрязнения возрастает

;1Ц & в

11 иШИГ я

1 < к п

о

м го

3

в

о

м •

ш

я •8

расстояние от источника, км Рис.7. Активность прорастания семян в почве, отобранной

на разном удалении от источника выброса по направлению

господствующих ветров.

,1|- шаеница, ^ - овес, | - горчица.

по мере приближения к источнику выброса (тайм. 9). Активность прорастания семян в почве, отобранной в т. 1 снижалась на 50 % и более, в т. 3 - на 40 X, а в т. 5 - на £0 %. При атом значение недействующей концентрации исследуемого фактора увеличивалось при удалении от источника выброса. Следовательно почвы санигарно-аащитной зоны заводов, могут рассматриваться в качестве зон риска в случае аварийной ситуации.

Таблица 9.

Влияние привнесенной биомассы дро&жай (0,01 г/г почвы) на прорастание семян сельскохозяйственных растений в образцах почвы, отобранной на разном удалении от источника .

1 | Заьод, Удаленность точки , . „ Длина корней пророст. 1 от контр. I

отбора почвы, м оЕес пшеница горчица 1

|Еаикирский т. 1 - 200 50. 9 59. 2 24.4 |

|БЖЗ Т. 3 - 1500 . 55.8 65.1 43.5 |

т. 6 - 5000 ■ 77.8 82.6 64.2 |

| Ангарский Т.1 - 200 47.2 за. 1 1 1 . 45. 8 |

I в-д БЕК т. 3 - 1400 ВО. 2 50.0 39.3 |

т. Б - 4500 85.2 78.3 50.0 |

1 '

1 Моеырский т.1 - 200 42.1 25.5 10.0 |

|э-д кормо- т.З - 1500 44.2 22.7 6.9 |

вых дрожжей т.Б - 7000 63. 8 104.3 58.3 |

[Новополоцки т.1 - 200 40.0 23.0 27.0 |

|з-д ЕБК т.З 700 62. 0 56.0 59.0 |

г. е 3000 93.0 102.0 89'. 0 |

|КИрИЕКИЙ т. 8 - 200 80.0 62.0 80.0 |

|БХЗ . т. 2 - 2000 66. 0 69.0 54.0 |

Т. 4 - 5000 100. 0 100.0 | 100.0 |

4. Выводы.

1. В модельных опытах проведена комплексная оценка воздействия широкого диапазона концентраций специфического техногенного фактора биотехнологичеекнх производств - биомассы ¡[«активированных клаток

дрожжей p. Candida на почву. ( Исследовано 12 образцов готового продукта пяти заводов паприиа , одного завода эприиа и гидролизных дрожжей, а также 7 образцов пыли газоэоздуиных выбросов .-тих предприятий ). Выявлены общие закономерности воздействия изученных образцов кормовых дрожжей ча почзу разных типов (дерново-подзолистую почву , чернозем, серую лесную почву, темно-серую каштановую и темно-каштановую почзы).

2. Исследовано влияние шгактивирозанной биомассы дрожи й на сапрофитную почвенную микрофлору и бактерии Е. coli. Выявлено,' что • наиболее чувствительными являются бактерии, .изменение численности и структуры почвенного биоценоза которых отмечено при концентрации загрязнения до О. 00005 г/г почвы. Показано стимулирующее воздействие. загрязнения на рост грибов, степень которого возрастает при повышении его концентрации, а татю воздействие на рост Е. coli на начальных этапах гнкубации.

3. Показано угнетающее воздействие инактнвированной биомассы дрожлей на прорастание семян сельскохозяйственных растений (пакницы, ячменя, огурцов и горчицы), в ^инцентрации выше 0.0002 г/г почвы, концентрация 0.002 г/г по зы вызывала угнетение роста корней на 20 X, а концентрация 0.1 г/г почвы подавляла прорастание семян.

•1. Показано отсутствие Mir рации из почвы в грунтовые воды инактнвированной биомассы дрожжей и низкая степень миграции продуктов ее биодеградации: - за 45 суток экспозиции в грунтовых водах было определено 2. 54 % углерода от внесенного субстрата, представленного аминокислотами, органическими кислотами и углеводам!, соответственно в концентрациях 11.4 7., 14.3-25.7 7. и 17.1-22.9 К.

5. Показано отсутствие миграции из почвы в атмосферный воздух инактнвированной биомассы дрожжей и низкая степень миграция продуктов ое бнодеградации: - за 36 суток экспозиции в атмосферном воздухе обнарудано до 33 7. углерода от внесенного субстрата, представленного углекислотой - 9ЭХ, аминокислотами - 0.003 X и 0.3-0.9 X - продуктами кислой природы, в основном низшими жирными кислотами.

6. Изучены закономерности биодеградации в почве инактнвированной биомассы дрояжей:

- определена скорость деградации ( период полудеградации ) в натив-ной почве - 10-12 суток, в увлажненных образцах, воздушно-сухой почвы - 24-28 суток;

- показано, что изменение температуры от 15 до 30 С и влажности почвы от 50 до 80 X не влияют на динамику процессов биодеградации;

;■ - выявлена зависимость стрости биодеградации дрожжевой биомассы в почве от ее концентрации: при концентрации менее 0.01 г/г почвы зависимость описывается уравнением Шхаэлиеа-Ментен, а при повышении концентрации - уравнением первого порядка;

- установлено, что начальный этап биодеградации дрожжевой' биомассы описывается уравнением с двойной зкспонентой, что определяется наличием углерода субстрата разной степени доступности;

- определены скорости биодэградацим ( период полураспада ) в почве . основных компонентов биомассы дрожжей : белков - 3. V суток, аминокислот - 17 суток, полисахаридов - 18 суток и нейтральных липидов > 45 суток,. - показано влияние структурированности компонентов в клетка дрожжей

на процессы их биодеструкции, роль клеточной оболочки как ограничивавшего фактора скорости биодеградации дрожжевой биомассы; „

- показана 'коррелятивная зависимость скорости биодеградацил биомас-■ сы дрожжей от скорости потребления водорастворимых продуктов ее гидролиза, уровень накопления которых составляет до 10 Z от углерода биомассы.

6. Показана зависимость протеолитической активности почвы от уровня внесения дрожжевой биомассы. Определен максимум ферментативной активности на 4-7 сутки инкубации.

■ 7. Праведен импактный биологический мониторинг исследуемых техногенных факторов в почве в районах расположения шести источников эмиссии, на основе оценки состояния почвы в точках, отобранных по . экологическому профилю, проходящему через зону наибольшего загрязнения по направлению господствующих ветров. Показано отсутствие в почве загрязнения инактивированной биомассой дрожжей в концентрациях, влияющих на исследованные показатели состояния почвы.как природной : среды: активность прорастания семян сельскохозяйственных растений, численность и структуру комплекса сапрофитных бактерий, численность Е.coli, биодеградационную способность и ферментативную активность почвы, на процессы , характеризующие баланс азота в почве.

8. Применение разработанного метода. " провокационных добавок" применительно к импагстному мониторингу, позволило определить потенциальную зону риска, которая мажет быть рекомендована как точка контроля за состоянием почты в случае аварийных ситуаций.

Опубликованные работы по теме диссертации: • ■ 1. Шкшна И. Е , Белов А.П. , Градова КБ. Изучение процессов биодег-рацации специфических выбросов крупнотоннажных Сиотехнологических' производств кормовых дражней. // Биотехнология." - - 1993.- N5. -., с. 40-43. ■ • ■' "'■'•■. " ''

2. Мякщлна Jl Е , Белов A. TL , Градова IL Б. Деструкция 'в почве дрож-. левей биомассы как техногенного фактора биотех.чологических производств. // Биотехнология.- 1993.- N7.- с. 41-44. .

3. Штма It а , Григориади К , Градова Н. Б. Эколо^-гигиэниуеская. оценка влияния техногенных факторов Сиотехнологических производств на почву как природную среду. // Тез. Всесоюзной конфэреяции " Концепции со&данкя экологически чистых регионов." Волгоград. ' 23-31 мал 1991 г. - с. 34- S5. ' \ • .

4. Мякшина И. В. # Белов А. П., Градова Е Б. Оценка скорости биодеградации и влияния биотехнологических, техногенные фа'кторов, на биологическую активность почвы. // Тез. докл. Всесоюзного'симпозиума," Микробиология охраны биосферы в регионах Урала и Северного Прикаспия". '■ Оренбург. 1991.- С. 82-83. - •• .' • .';,.;•> 5. Мякшина И. В. , Градовг. Н. Б. Использование методов биотестирования для мониторинга еоадеЯстяия специфических техногенных факторов "микробиологических производств на почву - как природную среду.// Tea. докл. Всесоюзного симпозиума " Микробиология схраЬы биосферы в-регионах Урала и Северного Ояяезсоая". .Оренбург,' 1991.- с. 83-34."..'.- '