Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Экология микроорганизмов техногенных территорий

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Экология микроорганизмов техногенных территорий"

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ МИКРОБИОЛОГИИ

УДК 579.26:504.03

САМСОНОВА Алисса Самуиловна

ЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ ТЕХНОГЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Специальность 03.00.07 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Минск 1995

Работа выполнена в Институте микробиологии Академии наук Беларуси

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор ЗАЛАШКО М.В. Доктор биологических наук, профессор ЕМЦЕВ В.Т. Доктор биологических наук; профессор СТАВСКАЯ С.С,

Оппонирующая организация - Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного АН Украины

Защита состоится <2/МОрЯОй.. 1995 г. в /5 на заседании совете по защите диссертаций Д 01.34.01. при Институте микробиологии АН Беларуси по адресу: 230141, Минск, Жодинская, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института микробиологии АН Беларуси.

Автореферат разослан 1995

г.

Ученый секретарь совета

по защите диссертаций к.б.н. Л.И. Стефанович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

* Актуальность проблемы. В условиях прогрессирующего промышленного производства чистота природной среды является общегосударственной задачей, от решения которой зависят здоровье и благосостояние нынешнего и будущих поколений людей. Из видов химических загрязнений наиболее объемны и опасны промышленные загрязнения. Выбросы предприятий представляют собой мощный фактор, существенно воздействующий на компоненты и элементы биогеоценоза. Выброс в окружающую среду гигантского количества промышлеи-ыи* nTvnnrm часто создает условия, оказывающие неблагоприятные ?оздойгтпия ня почну, ее живое населений, ¡¿ас;ен;м, ¿.¡¡¿;7;:l::î ( Kaiser , 1984; Leislnger , 1983; Израэль, 1964 ). Они могут влиять на структуру и функции микробных ценозов - вызывать нежелательные перегруппировки их состава, снижать активность,приводить к распаду экологических ассоциаций ( Свирижев, Сидорин, 1979; Звягинцев, 1982; Одум, 1986; Аристовская, 1988). Распространяясь током воздуха, компоненты пылегазовыбросов прежде всего оседают на почву, растения, попадают в водоемы. Почва - малоподвижная среда, и миграция загрязняющих веществ в ней проходит медленно. Вследствие этого загрязнения почв в местах локализации выбросов могут быть весьма значительными. При всей научной и практической значимости проблемы загрязнения почв следует отметить, что основное внимание исследователей до сих пор уделяется изучению последствий применения пестицидов , высоких доз минеральных удобрений, накопления тяжелых металлов, разливов нефти (Pesticide Microbiol , 1978; Alexander, 1981 ; Domscb, 1983; Ананьева, 1961 ; Мере)шк, 1982; Соколов, Галиулин, 1982 ; Клинцаря, 1983; Головлева. 1984; Евдокимова, 1985; Звягинцев , 1968; Круглов, 1991). Исследований негативного действия на почву химических веществ техногенного происхождения, практически бесконтрольно попадающих в окружающую среду, чрезвычайно мало, нэк и попыток разработки методов предотвращения депонирования тохсикантов в почве и ускорения их деструкции. В частности, в известной нам литературе отсутствуют сведения о влиянии выбросов производства синтетических волокон и пластификаторов на почвенную биоту; ее развитие, формирование устойчивых форм, участие в деструкции компонентов этих выбросов в естественных условиях, а также об использовании активных утилизаторов в системе мероприятия, предотвращающих накопление в техногенной почве наиболее опасных с экологических позиций компонентов выбро-

сов. Немногочисленные данные о состоянии эпифитной микрофлоры растений в условиях техногенных территорий, нэк правило,отрывочны, мало сопоставимы, поскольку характеризуют воздействие на биоценозы производств, выбросы которых отличаются как по качественному, так и количественному составу. Ограничиваясь чаще всего констатацией факта воздействия выбросов на окружающую среду, они не раскрывают действие отдельных ингредиентов выбросов и не дают ответ на вопрос об устойчивости компонентов биоценозов к вредному действию промышленных токсикантов. Наши исследования, проведенные в условиях естественного загрязнения почвы и растения выбросами химического предприятия, а также получившие подтверждение в вегетационных и лабораторных моделях, направлены на решение одной из наиболее злободневных, важной в теоретическом и практическом отношении проблемы воздействия компонентов пылегазовыбросов предприятия по производству синтетических волокон на микрофлору почвы и растений.Они являются первым опытом разработки путей регулирования деятельности микроорганизмов с целью интенсификации процессов деструкции бесконтрольно попадающих в почву и на растения токсических химических веществ.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа явилась итогом выполнения ряда научно-исследовательских тем: "Изучить влияние вредных выбросов ПО "Хим-волокно" на окружающую среду", № Гос.регистрации 0I.0B.2ÓI3794, 1981-1985 гг.; "Микробные ценозы и биологическая активность почв в условиях антропогенеза", № Гос.регистрации 01.85.0044793 1985-1988 гг.; "Регулирование деятельности микробных сообществ с целью охраны почвы от антропогенного воздействия", № Гос. регистрации 01.89.0005270, 1989-1992 гг.; "Разработать микробиологический метод локальной очистки стоков от; фталевых эфиров", » Гос.регистрации 01.86.00090398, х/д, 1987-1989 гг.; "Разра -ботать и внедрить микробиологические методы, предотвращающие загрязнение окружающей среды и сельскохозяйственной продукции выбросами предприятий химической промышленности", Jí Гос.регистрации 01.9,10022751, 75,02р "Охрана природа", 199I-1993 гг,осуществленных в соответствии с планами Республиканских программ и\ хозяйственных договоров.

Цель и задачи исследования. Цель исследования заключалась в выявлении основных закономерностей воздействия органических соединений, составляющих основную массу выбросов в атмосферу производства лавсана и смеси их компонентов на интегральные микро-

биологические и связанные с ними биохимические процессы в почве, эпифитнуга и ризосферную микрофлору растений; в обосновании функциональной роли микроорганизмов различных физиологических rj.ynn в деструкции ксенобиотиков; создании научной концепции направ -ленного регулирования деятельности почвенных микроорганизмов для интенсификации процессов самоочищения почв от экологически опасных химических веществ.

Б основные задачи исследований входило:

- установление ареала и степени загрязнения почв в зоне действия Могилевгкого nnftlMBnnn»i>auuAi«> "-r.il« ,

_ ()Т!]ЯЛПТ«Я Г'ЫО'Т'Лчу ~ ~ ДС РТ.ЗНИ ОI-Í »luí ir; —

диентов пылегазовыбросов предприятия в почве;

- характеристика основных закономерностей воздействия выб -росов лавсанового производства, вызывающих изменения в составе и деятельности микробных ценозов почв, эпифитной биоты и микрофлоры силоса;

- выявление способности микроорганизмов дерново-подзолистой почвы разлагать ксенобиотики, входящие в состав пылегазовыбросов;

- выделение, получение, отбор и идентификация активных штаммов микроорганизмов с повышенной способностью деградировать ксенобиотики и перспективных для практического использования;

- исследование подготовительного метаболизма диметилтерефта-лата у выделенных активных деструкторов эфира;

- определение условий, способствующих повышению эффективности утилизации ксенобиотиков микроорганизмами-деструкторами;

- выявление закономерностей разложения в почве основных ин -гредиентов выбросов производства синтетического 'волокна лавсан;

- изыскание путей р<згулирпв?ния деятельности мкхрссргспизмЗБ, конечной целью которого является интенсификация активности при -родных микробных сообществ, десгруктирующих ксенобиотики; повышение потенциала самоочищения загрязненной почвы с помощью интроду-цированных в нее культур микроорганизмов-деструкторов.

Научная новизна полученных результатов. Впервые обоснованы закономерности воздействия многокомпонентных выбросов крупнейшего в йвропе комбината по производству синтетического волокна на микрофлору почв и сельскохозяйственных растений. Показано, что пы-легазовыбросы оказывают глубокое воздействие на равновесие почвенного микробоценоза, выражающееся в изменении общей численности , активности и структуры комплекса почвенных микроорганизмов. Для загрязненных почв характерна активация бактериальной части комп -

лекса - бациллярных форм м групп микроорганизмов, выявляемых на средах, содержащих ингредиенты пылегазовыбросов в качестве источников питания и энергии.

Выявлено разнохарактерное действие диметилтерефталата, ди-нила, ацетальдегида, параксилола в разных концентрациях, а также их смеси на состав и функциональную деятельность микрофлоры лочвы. Впервые проведено нормирование некоторых компонентов выбросов промышленного предприятия в почве по микробиологическим ^показателям.

Впервые показано, что в зоне действия комбината развитие -специфической эпифитной микрофлоры сельскохозяйственных расте -ний заторможено, защитные свойства растений снижены. Результаты модельных экспериментов подтверждают выявленное в натурных наблюдениях соответствие уровня депрессии развития эпифитной мик -рофлоры дозе использованных для загрязнения ксенобиотиков.

Установлено, что качество силоса, получаемого из растений, выращенных в зоне действия комбината, а также в условиях их модельного загрязнения компонентами выбросов производства лавсана и их смесью, снижается вследствие нарушения процесса брожения, вызванного активным развитием гнилостной микрофлоры.

Проведенное впервые исследование динамики разрушения ин -.гредиентов промышленных выбросов производства лавсана позволило охарактеризовать зависимость уровня самоочищающей способности почвы от ряда экологических факторов - температуры, влаж -ности, концентрации ксенобиотиков и, главным образом, от наиболее динамичной части загрязненной почвы - микрофлоры, интенсивности ее размножения и активности.

Выделены и селекционированы микроорганизмы, утилизирующие эфиры о-фталевой кислоты, диметилтерефталат и метанол в высоких концентрациях в качестве единственных источников углерода и энергии. Изучены начальные этапы подготовительного метаболизма диметилтерефталата у выделенных штаммов родококков.

На основании данных о развитии комплекса почвенных микро -организмов при различных методах воздействия на него обоснована научная концепция регулирования деятельности микрофлоры, обес -печивающая интенсификацию процессов разрушения загрязняющих почву токсических веществ. Это достигается интродукцией микроор -ганизмов-деструкторов в загрязненную почву и обогащением ее биологически активными веществами, содержащимися в отходах ряда производств (активный ил, осадок сточных вод биологических очи-

стных сооружений).

Практическая значимость полученных'результатов. Разработаны и приняты к использованию Могилевской санитврно-эпидемиологичес-кой станцией метода определения диметилтерефталата и метанола с целью мониторинга содержания ингредиентов пылегазовыбросов про -изводства лавсана в почве. Метода включены Витебским ветеринар -мым институтом в программу практических занятий по курсу охрены окружающей среды.

Разработаны практические рекомендации по микробиологичеекг.» индикации загрязнений почвы ингредиентами ни.---; азчрчорсс^а <фл-изводства лавсаня я»» а* ¿кояог'.пе^ким состоянием ок-

£>■"»»«*« сре^и » действия Могилевского производственного

„¿ЬеДИНОНИЯ "Химволокно".

Разработан экспресс-метод выявления и учета микроорганизмов деструкторов диметилтерефталата, направленный на отбор высокоактивных штаммов и контроль за уровнем их деструктивной активности в процессе хранения.

Создана и изучена коллекция из 1670 штаммов - представите -лей различных родов микроорганизмов, использующих в качестве единственного источника углерода метанол, этиленгликоль, ацеталь-дегид, парансилол, эфиры о-фталевой кислоты, диметиловый эфир те-рефталевой кислоты; 7 из них защищены шторскими свидетельствами.

Выделенные и селекционированные штаммы микроорганизмов-деструкторов использованы в рвзрьСо1 энной нами биотехнологии локальной очистки сточных вод от зфироп о-фталевой кислоты. Способ внедрен на Кусковском химическом заводе (г. Москва).

Материалы исследований вошли в состав "Рекомендаций по снижению отрицательного действия пылегазовыбросов Могилевского производственного объединения "Химволокно" на почву, корма, животных',' которые явились основой практических мероприятий по охране окружающей среды производственной зоны предприятия.

Разработаны биотехнологические приемы интенсификации процес -са разрушения в почве ингредиентов пылегазовыбросов производства синтетического волокна, внедренные в хозяйствах Могилевского района (совхоз-комбинат "Восход"., совхоз "Вейно", подсобное сельское хозяйство Могилевского производственного объединения"Химволокно"),

Экономическая значимость полученных результатов. Использование штаммов микроорганизмов-деструкторов эфиров о-фталевой кислоты, диметилтерефталата, метанола в созданных на их основе биотехнологиях очистки почвы и сточных вод имеет существенный социаль-

ный эффект, выражающийся в охране окружающей среда от загрязнения. Штаммы, защищенные авторскими свидетельствами, а также разработанные на их основе биотехнологий являются коммерческими продуктами, которые могут быть реализованы заинтересованным предприятиям И организациям ;по договорным иенам.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту. Охарактеризованы закономерности нарушения структуры микроб -ны* сообществ почв под воздействием химического загрязнения и формирования техногенных ценозов, отличающихся активацией бактери -альной части микробного комплекса - бациллярных форм и групп микроорганизмов, использующих загрязняющие вещества в качестве источников питания. :

Характер изменения состава и функциональной деятельности ми-кпофлоры загрязненной почвы зависит от природи загрязняющих веществ, концентрации загрязнителей и их смеси. Обоснована необхо димость нормирования компонентов.выбросов производства лавсана, в почве по микробиологическим показателям, характеризующим экологическую обстановку в анализируемом объекте. . ,

Факторами, определяющими ухудшение защитных свойств растений в зоне техногенного загрязнения, являются сниженная активность развития специфической эпифитноЯ и ризосферной микрофлоры. Эффект негативного действия промышленных загрязнений соответствует уровню техногенной нагрузки, определяемой расстоянием от источника загрязнения и зависит от растения-хозяина. Нарушение процессов брожения при силосовании загрязненных растений вызвано активным развитием гнилостной микрофлоры.

Селекционированные штаммы бактерий-деструкторов эфиров фтале» вых кислот идентифицированы и отнесены к роду Кйоаосоосиз . Наиболее активные из них способны утилизировать эфиры о-фгалевай кислоты в качестве единственного источника углерода в концентрации до 15 г/л.

Полное биоразрушение токсичных и обладающих генетической активностью ксенобиотиков наиболее желательно, но не всегда'возмож -но. На основании анализа данных физико-химических методов исследования продуктов разрушения диметилтерефталата установлено, что деградация его культурой ИЬ ой оо ос с иэ ег^чЬгороИэ осуществляется путем последовательных превращений в З-кетоадипиновую кислоту, дальнейшее разрушение 3-кетоадипиновой кислоты сопровождается образованием экологически безвредных для окружающей среды продуктов, что обеспечивает безопасность использования культуры в биотехнологиях,

основанных на'интродукции штамма в природные и производственные среда.

Внедрена биотехнология очистки почвы от диметилтерефтала-та и метанола, основанная на использовании интро^уиированных микроорганизмов-деструкторов и дополнительных источников питания в виде отработанного активного ила и осадка сточных вод очистных сооружения. Ускорение разрушения ксенобиотиков в почве сопровождается решением еще одной из важнейших проблем охраны окружающей срада - утилизации отходов •проиэнодгтва. *

Внедрение биотехнологии микробиологической локальной очистки сточных вод на Кусковском химическом заводе показало ее высокую эффективность. Очистка стока от эфиров о-фталевой кислоты на промышленной установке осуществляется на ЮС^, эффект очистки по ХПК составляет 9656. .

Личный вклад соискателя. Диссертантом сформировано направ- • ление, осуществлена постановка цели и конкретизация задач, разработаны подходы к ее решение; получен;-обобщен и обоснован экспериментальный материал, составляющий основу диссертации. Соавторы совместных работ принимали участие в получении экспериментальных данных исследования, руководителе« или ответственным исполнителем которых являлся соискатель.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертационной работы докладывались на: Всесоюзном симпозиуме "Микроорганизмы как компонент биогеоценоза", Алма-Ата, 1982; Всесоюзной конференции "Микробиология очистки воды", Киев,1982; У Республиканской зоологической конференции "Биологические основы освоения, реконструкции и охраны животного мира Белоруссии" ..Минск, 1963; Конференции Белорусского микробиологического общества "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Минск, 1983;УП съезде Все -союзного микробиологического общества, Алма-Ата, 1985; Ш Всесоюзной конференции "Микроорганизмы в сельском хозяйстве", Москва, 1986; П Республиканской конференции "Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур" , Каунас, 1986; Всесоюзной"конференции "Микробиологическая деструкция органических остатков в биоценозе", Хабаровск, 1987;Всесоюзной конференции "Микробиологические метода защиты окружающей среда",Пу-щино, 1968; Республиканской конференции "Микроорганизмы в сель -ском хозяйстве", Кишинев, 1988; Всесоюзном симпозиуме "Биодина -мика почв", Таллин, 1988; Всесоюзной конференции "Микробиология и биотехнология очистки вода", Киев, 1989; Международной научно-

технической конференции "Достижения науки и техники в области ресурсосбережения и экологии", Гомель, 1989; Всесоюзной конференции "Антропогенная экология микромицетов, аспекты математического моделирования и охрана окружающей среды", Киев, 1990; Республиканской конференции по охране окружающей среды индустриальных территорий Белоруссии", Могилев, 1991; I Всесоюзной научной конференции "Биология почв антропогенных ландиафтов",^епропетровск,1992; Республиканской конференции "Биология и биотехнология очистки воды", Полтава, 1992; 1У Всесоюзной конференции "Микроорганизмы з сельском хозяйстве", Пущино, 1992; Международной конференции "Загрязнение окружающей среда", Пермь, 1993; ХУ Менделеевском съезде "Химические проблемы экологии", Минск,1993. В завершенном виде диссертационная работа доложена на расширенном заседании лаборатории микробиологии почв и группы биодеградации неприродных соединений Института микробиологии АНБ, Минск,1993; на заседании Ученого совета Института микробиологии АНБ, Минск, 1995.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 57 работ, в том числе 7 авторских свидетельств, 2 коллективные монографии, 2 обзора, 2 научно-популярные брошюры.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списна литературы и приложения из 13 документов о внедрении результатов.

Работа изложена на 295 страницах машинописного текста, иллюстрирована 141 рисунком и 67 таблицами. Список литературы содер -жит 535 наименований.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Во введении изложена актуальность проблемы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны научная, практическая значимость полученных результатов, апробация работы и опубликованн -ность ее результатов.

Обзор литературы состоит из 4 разделов, в которых дается оценка микробных сообществ загрязненных почв, ризосферной и эпи-фитной микрофлоры растений техногенных территорий; рассматрива -ются утилизация ксенобиотиков микроорганизмами и пути интенсификации процессов естественного самоочищения антропогенных почв.

Глава с описанием объектов и методов исследований содержит подробную характеристику объектов и использованных в работе методик. .

Изучение влияния промышленных выбросов на окружающую среда'.

изыскание путей ускорения деструкции их в природных и промышленных средах базировалось на внимании к таким объектам биосферы,как почва, микроорганизмы, растения.

Количественный и качественный состав микроорганизмов опреде -ляли методом серийных разведений с после,пующим высевом на традиционные элективные питательные среда (Красильников, 1966 Аристов - ' екая, 1965!. Микробный пейзаж исследуемых печв изучали методом стекол обрастания в модификации РыбалккноЯ и Кононенко (1952). Методом стеклянных иммерсионных трубок Честерса (Звягинцев, 1980) пол»-?е -вались для изучения грибов, находящихся » ^"¿аьоч ссстоянии. ОС -щее количество бвкторя» , грибоз и ах биомассу учитывали с помощью ярдмиго микроскопического метода, используя рекомендации Звягинце-sa (I9b0).

Биологическую активность почв, активность гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов регистрировали методами Штатнова в модификации Макарова (1975) и Хазиева (1976). Исследование эпифитов растений провели по общепринятой методике на элективных питательных средах; выделение их в чистую культуру осуществили в соответствии с указаниями Вознкковской (1969). 0 питательности и качестве силоса судили по показателям, определенным в соответствии с существующими ГОСТ ами (Усанкин и др., I960) и методами, описанными в соответствующей литературе (Петухова и др., 1981; Лебедев и др., 1976; Усович, 1969).

Селекцию бЭктерий по деструктивным и иммобилизационным свой -ствам осуществляли одновременно при последовательном использовании вначале периодических, а затем условий непрерывного культивирова -ния. Концентрацию ксенобиотиков в процессе культивирования увели -чивали от 0,2 до 5 и от 2 до 8/6. ХПК определяли методом Лурье (1984).

Для идентификации бактерий-деструкторов использовали опреде -литель Берда^ (1964), а также оригинальные работы (Нестеренко,1985; Goodfellow et nl ., 1977; 1982); грибов - определитель Литвинова (1967). Морфологические, культуральные, физиолого-биохимические и хемотаксономические признаки микроорганизмов изучали общепринятыми методами, рекомендованными в ряде руководств по микробиологии и в работах отдельных исследователей: Метода почвенной микробиологии и биохимии (1980); Метода общей бактериологии (1980), Аристархова и др. (1973), Нестеренко и др. (1976), Головлев (1980), Головлев,Барышникова (1978), Hugh , Leifson (1953) , Lechevalier et al. (1973), Palleroni (1983).

Форму клеток родококков изучали с помощью электронного микроскопа JEM -1000 СХ.

Утилизацию ингредиентов промышленных выбросов производства синтетического волокна лавсан диметилового эфира терефталевой кислоты (ДОГ), динила. метанола, этиленгликоля, параксилола, ацетальдегида, а также эфиров о-фталевой кислоты - дибутилфта -лета (ДБФ), диметилфталата (ДйФ), диэтилгексилфталата ( ДЭГО ), широко используемых мировой промышленностью в качестве пластификаторов, бактериальными штаммами-деструкторами изучали в жидких минеральных средах, содержащих ксенобиотики в концентрации I—10 г.л , I, 2 и 356 в качестве единственного источника углерода.

Рост бактерий-деструкторов оценивали по оптической плотности культуральной жидкости на ФЭК-56М. Среднюю удельную скорость и время генерации вычисляли по формулам, рекомендованным Работ-новой, Ивановым (1971). Количество живых клеток определяли на ЫПА, вес сырой биомассы - взвешиванием.

Накопление промежуточных продуктов метаболизма ДМТ провели при выращивании бактериальных культур на жидкой минеральной среде, содержащей эфир и в 0,02 М фосфатном буфере (рН 7,3). Продукты метаболизма анализировали методом ТСХ и УФ-спектрофотометрии на спектрофотометре Specord UV VIS . 3-кетоадипиновую кислоту в гомогенате клеток определили реакцией Kothera ( stanier et al., 1966). Содержание терефталевой и протокатеховой кислот в жидкой минеральной среде при метаболизме ДИГ бактериальными культурами определяли спектрофотометрически на Speoord М 40.

Определение активности ферментов расщепления ароматического кольца осуществляли в соответствии с методиками, рекомендованными следующими авторами: по Fujisawa , Hayaishi <Щ 1968 - прото -катехат-3,4-диоксигеназу (протокатехат:кислород-3,4-оксидоредук-таза КФ I.I3.II.3); по Dennis et al ., 1973 - протокатехат-4,5-диоксигеназу (протокатехат:кислород-4,5-оксидоредуктаза, КФ I.I3. И.8.); по Crawford , 1975 - протокатехат-2,3-диоксигеназу.

Природу ферментных систем у штаммов Bbodococcus erytbropo -lis устанавливали при изучении метаболизма ¡Щ в 0,02 М фосфатном буфере клеточными суспензиями бактерий, выращенных на диметилте-рефталате, терефталевой кислоте, цитрате.

Статистическую обработку данных выполнили в соответствии с указаниями Ашмарина с соавторами (1975), Возняковской (1969), Ро-кицкого (1973).

В главе 3 приводится характеристика микробных ценозов почв.

подверженных загрязнению промышленными выбросами производства лавсана. Показано, что ассоциации микроорганизмов почв техногенных территорий имеют отличные от контрольных структурные и функциональные особенности, уровень различий тем существеннее, чем значительнее загрязнение,определяемое расстоянием от источника эмиссии. В зоне высокой техногенной нагрузки минимальна численность микроорганизмов, превращающих азот минеральных и органических соединений. Видовое разнообразие микрофлоры сокращается йгч>-цессов минвт.«»':;^^! мака, интгмск^Ийьция и* <vrv»»«:C7C.i „ почвах, удалении» и» россюянии 5-10 км от источника загрязнения.Оптимальные условия для развития актиномицетов, численность которых также может служить показателем минерализационных процессов, складызает-ся в почвах, удаленных от комбината на 10 км.

Преимущественное развитие в почвах, расположенных в зоне действия комбината, получают микромицеты, а также спорообразующие бактерии, среди которых преобладают Bacillus virgilus , Вас. brevia, Вас. subtllie.

В почвах,непосредственно прилегающих к источнику загрязнения, активно развиваются гетеротрофные микроорганизмы, растущие на средах с ингредиентами пылегазовыбросов - метанолом, этиленгликолем, динилом, параксилолом, диметилтерефталатом. Они обладают высокой адаптационной способностью к разрушению перечисленных ксенобкоти -ков. Не являясь облигатнкми по отношению к ним, они представлены также и в незагрязненных почвах.

Изменения в функциональном состоянии микробных ценозов техногенных территорий являются следствием присутствия в почве загрязняющих веществ. В микробном ценозе сильно загрязненных почв (0,3-1 км) повышается значение бактерий олиготрофного комплекса. В почвах, удаленных на 10-15 км от источника эмиссии, индекс олиго -трофности относительно низок, что характерно для нормально функционирующих микробных ценозов. Процессы разложения органических соединений в техногенной почве достаточно активно (К>1) протекают только на расстоянии 5 км от комбината, в почве остальных образцов коэффициент К меньше единицы за счет низкого содержания микроорганизмов, способных усваивать минеральный азот.

Значительное уменьшение накопления нитритов и нитратов, свидетельствующее об угнетении жизнедеятельности нитрифицирующих микроорганизмов и снижении энергии нитрификационного процесса, особенно характерно для почв, расположенных на расстоянии 0,3-5 км от источника загрязнения.

Модельное загрязнение ¡дерново-подзолистой почвы метанолом, этиленгликолем; параксилолом, диметилтерефталатом позволило выявить индивидуальность воздействия каждого из них на микрофлору почвы. Наиболее подвержены воздействию метилового спирта акти -номииеты и микроскопические грибы. Эти микроорганизмы могут быть использованы для индикации присутствия метанола в почве. Устойчивы к метанолу спорообразующие бактерии. В микробном ценозе загрязненной спиртом почвы доминируют активно потребляющие субстрат г-стротеги. Высокая доза метанола (81 «л/1000 г почвы) вызывает резкое сокращение проективности микробной биомассы, достоверное восстановление которой не фиксируется. Действие воз -растающих концентраций метилового спирта в почве показало, что дозу 81 мл/1000 г почвы следует принять за критерий токсичности (СКвд). Концентрация спирта 9 мл/ЮОО г почвы является ингибиру-ющей, а в .количестве 0,5 мл/ЮОО г почвы метанол безвреден для почвенной микрофлоры. Доза этиленгликсля 30 мл/1000 г почвы приводит к временному подавлению микрофлоры основных таксономических групп на 90 - 9556 и может быть принята за критерий токсич -ности СКед. Параксилол в дозе 30 мл/1000 г почвы подавляет жизнедеятельность микроорганизмов различных физиологических групп на 63 - 99^. Разовое внесение 0,5 мл параксилола в 1000 г почвы в слабой степени ( Кб = 60 ) ингибирует микрофлору. На присут -ствие }Щ в почве наиболее чутко реагируют снижением численности актиномицеты. Ход сукцессии микроскопических грибов, свойственный незагрязненной почве, под влиянием ДМГ нарушается. Био -масса микромицетов увеличивается с увеличением концентрации Д!Я за счет эфемерного развития нескольких видов, занимающих доми -нирующее положение в ценозе. Изменение структуры микробного ценоза в почве под действием ДШ1 выражается также увеличением на несколько порядков численности микроорганизмов, использующихег< в качестве источника углерода.

Материалы исследований, приведенные в четвертой главе, характеризуют зависимость развития эпифитной микрофлоры растений, выращенных в условиях естественного и модельного загрязнения, от уровня загрязненности, определяемого расстоянием от источника эмиссии, и дозы использованных в эксперименте ксенобиотиков.Реакция эпифитной микрофлоры растений кукурузы, овса, ячменя,свеклы, картофеля, люпина на загрязнение определяется не только снижением в 1,5 - 8 раз ее общей численности, но и изменением соотношения микроорганизмов микробоценсзв - увеличением в 4 -

6 раз численности спорообразующих бактерий, в 1,5 - 3,5 раза" мик-ромицетов при снижении в 4,5 раза количества молочнокислых бактерий. Биометрические показатели роста и продуктивности растений ухудшаются по мере приближения к источнику эмиссии. По степени выявленного негативного действия пылегазовыбросов культуры располагаются в последовательности: овес, ячмень, кормовая свекла, картофель, люпин.

Модельное загрязнение растений отдельными ингредиентами пы-лсгазсгубросов , метпнол, дин и л > и их смееьв иьпииили, ч.о депрессия в развитии растения-хозяина сопровождается .-у;.;..;.'.~ ними изменениями количественного и качественного состава эпифпг-ной биоты: резко снижается количество микроорганизмов, использующих соединения азота, специфических эпифитных микроорганизмов, молочнокислых бактерий. Поверхность ослабленных токсикантами растений активно заселяется спорообразующими бактериями и микроскопическими грибами. Изменение состава эпифитов сопровождается обеднением их видового разнообразия. При этом в составе эпифитной биоты загрязненных растений капусты и свеклы в первые дни после обработки ксенобиотиками, количество деструкторов Д!Я, динила и метанола возрастает в II, 7, 2 и 17, 12, 8 раз соответственно

(табл. I). £

Таблица I

Численность эпифитных микроорганизмов-деструкторов диметилтерефталата, динила, метанола

Вариант опыта, | Среда Е—8 с содержанием в I л:

время после обра-;----,--,-:-—

ботки растений, , ДЫГ, 20 мг | динила, 10 мл ;метанола, дни , ; ,100 мл

| млн/г абсолютно сухого вещества

' Капуста, май

Растения без обработки, 4 3,99 + 0,06 0,06 + 0,020

Растения, обрабо-. танные смесью ДОТ,

динила, метанола,

4 44,73 + 0,17 7,97 + 0,240

Свекла, май

Растения без обработки, 4 2,24 + 0,60 0,184 + 0,054

Растения, обработанные смесью Д'Я,

динила,метанола, 4 37,55 + 2,74 12,396 + 0,623

0,77 + 0,090

2,62 + 0,200 0,032 ± 0,002 8,040 + 0,401

Действие ДОГ, динила, метанола на растения, выражающееся в ухудшении их росте, нарушении физиологических и биохимических свойств, изменении качественного состава эпифитов, проявляется также в развитии ризосферной микрофлоры. Снижением защитных свойств растений объясняется активное развитие в зоне корневой системы микроскопических грибов, численность которых на корнях растений свеклы, подвергнутых модельному загрязнению, в 2 - 16 раз выше, чем на контрольных.

Нарушения начальных стадий процесса силосования растений , загрязненных ингредиентами пылегазовыбросов производства лавсана в естественных и модельных условиях, связаны с подавлением развития молочнокислой флоры (рис. I). Нарушения в сбраживании растительной массы проявляются в снижении накопления в корме молочной и уксусной кислот, сопровождающемся образованием масля -ной кислоты - показателя непригодности силоса на корм животным.

3

1835 1000

500

100 10

т

1 - контроль

2 - силос + ДОГ.ДИ-

нил, метанол

3 - силос + ДМТ.ди-

нил, метанол.

Содержание в I кг силоса:

ДИГ - I мг, динил - 0,1 мл, . метанол - 10 мл

I

ХЗ

14

60

210 Дни

Рис. I. Численность молочнокислых бактерий (млн/г абс. сухого вещества) в силосе, обработанном Ьас1оЪасгег1шп р1ап-гагит при загрязнении ДМТ, динилом, метанолом При снижении содержания и активности полезной молочнокислой флоры в силосе интенсифицируется деятельность аммонифицирующих

I

бактерий и микроскопических.грибов, что способствует потере значительного количества питательных веществ в корме, а в отдельных случаях его расконсервации.

В силосе, обработанном штаммом Ьао1оЬасгег1ит р1агаагит 3?, устойчивым к ингредиентам пылегозовыбросов лавсанового производства, интенсифицируется развитие молочнокислой флоры, что обусловливает снижение в нем количества нежелательных для процесса силосования микроорганизмов - аммонифицирующих, маслянокислых бактерий, и повышается вдвое его питято*н?!;г ис

Уху давни»» иг Техногенных террит^ -

риях, вызывающее нарушение целостности и активности микробных ценозов, приводит к снижению плодородия почвы и ухудшению качества получаемой на ней сельскохозяйственной продукции. Это требует изучения процесса деструкции загрязняющих веществ в различных объектах окружающей среды и разработки биотехнологических приемов интенсификации этого процесса.

В загрязненной ксенобиотиками почве, как в любой биологической системе, идет процесс, включающий комплекс физических, хими -ческих и биологических превращений,направленных на приведение ее к исходному равновесному состоянию.

Участие микрофлоры с деструкции динила и димотилтерефталата подтверждают данные контроля их остаточного содержания в стерильной и нестерильной почве. Независимо от внесенной дозы содержание динила и ДМТ в стерильной почве с течением времени остается ыже, чем в нестерильной. Сроки разрушения ксенобиотиков зависят от исходной концентрации. Расчет срсмени, необходимого для разрушения 99% (Тдд) эфира, проведенный на основании учета константы скорости деструкции его в яочео, псиизиваст зависимость скорости про -иессв от начальной концентрации препарата. Тдд для доз 10, 100 и 1000 мг/100 г почвы составляет 35, 25, 71 сутки соответственно, и означает несоответствие процесса реакциям истинно первого порядка. Данные отвечают модели, предполагающей гетерогенный, фермен -тативный характер разрушения. Это подтверждается тем, что внесе -нив ДОГ в почву в возрастающих дозах сопровождается увеличением численности бактерий, участвующих в его разрушении (рис. 2).

Количество метанола, разрушающегося в дерново-подзолистой почве в интервале испытанных доз (0,9; 2,7; 8,1 мл/100 г почвы) , увеличивается по мере повышения концентрации спирта. На 3-й сутки опыта из исходных 0,9 мл метанола в почве разложилось-0,5 мл; из 2,7 - 0,8 мл; из 8,1 - 1,5 мл. Аналогичная зависимость сох-

18 N клеток/ г почвы

да, мг/100 г почвы: - - контроль,

—о--юо,

----1000

5 10 14 Сутки

Рис. 2. Численность микроорганизмов, использующих ДМГ в качестве единственного источника углерода

ранилась во все сроки наблюдения (табл. 2).

Биотрансформация ксенобиотика в почве успешно осуществляется при отсутствии ингибирующего действия препарата на активную почвенную биоту. Негативный эффект действия-метанола при неоднозначном восприятии его микроорганизмами различных эколого-трофических групп дает, однако, возможность части микрофлоры принимать активное участие в разрушении ксенобиотика. Это подтверждается данными об увеличении числа микроорганизмов, использующих метанол в качестве источника углерода, а также активным развитием быстрорасту -щих форм микроорганизмов в образцах загрязненных метанолом почв, синхронным с повышением дозы спирта. Превалирование бактериальной массы над грибной в образцах почвы, содержащей высокие концентрации метилового спирта, укрепляет во мнении об участии бактерий в разрушении метанола. Активное включение микрофлоры в деградацию ' метанола возможно при понижении концентрации спирта в почве до уровня, при котором возможно оптимальное развитие микроорганизмов. Период адаптации микроорганизмов к метанолу увеличивается соответ -ственно увеличению дозы токсиканта. Процесс адаптации сопровождается расширением видового разнообразия бактериальной флоры в мик-робоценозе.

Оптимальные гидротермические условия для разрушения в почве метанола, динила, диметилтерефталата складываются при температуре 32°С, влажности 6055 (для динила и ДОГ) й 305? ПВ (для метанола).

В главе 6 приведена оценка способности микроорганизмов исполь зовать эфиры фталевых кислот в качестве единственного источника уг лерода, важной для биотехнологии.

Анализ 1189 штаммов микроорганизмов, относящихся к различным

Таблица 2

Динамика разрушения метанола в почве в условиях че^ельного опыта

Исходное количество метанола, мл/100 г почвы

Остаточное содержание метанола, мл/100 г псцзы

' Сроки анализа загрязненной почвы, сутки —г---,—

14

65

0,9

2,7 8,1

0,390+0,047* 0,049+0,007 0,002+0,00026 О

56,70 1,900+0,180

39,70 6,600+0,400

18^6

94,55 0,510+0,032

81,20 1,780+0,142

77,9

99.9 0,160+0,0036

94.10 1,000+0,0566

87~9

0,120+0,101 О 95^

0,700+0,0035 0,037+0,005

90,8

99,5

к в числителе - X +Э х ,

в знаменателе - % разрушенного метанола

таксономическим группам, показал большую насыщенность высокоактивными штаммами-деструкторами фталатов биоценозов, подвергнутых длительному загрязнению этими соединениями. Скрининг быстрорастущих форм на средах с эфирами о-фталевой и терефталевой кислот выявил доминирующую роль бактерий рода JRhodocoocus . .Другие деструкторы эфиров о-фталевой кислоты отнесены к микроорганизмам родов Enterobacter , Pseudomonas, Arthrobacter, Plavoba-cterium t Klebsiella t Alcaligenes ,Acinetobacter, а ДЦГ-К бактериям родов Mycobacterium , Bacillus , Miorooocous.

Диметилтерефталат в концентрации I - 10 г-л~* хорошо используется в качестве единственного источника углерода штаммами Rhodococcus erythropolis ДОС-I, ДОС-7, ДОС-14, ДОС-29, ДОС-31 , ДОС-53. В интервале испытанных концентраций удельная скорость деструкции увеличивается по мере возрастания дозы внесенного ксенобиотика. Максимальная плотность бактериальной популяции , развивающейся за счет }Щ, выявляется к 68 часам роста - времени потребления большей части ксенобиотика (рис. 3). Утилизация ДО! менее активными штаммами, например, Rbodococcu3 erythropolis ДОС-14, сопровождается накоплением через 24 часа большего количества ТФК и ПКК (терефталевой и протокатеховой кислот) -450 и 100 мкг.мл"* соответственно, при 46 и 12 мкг-мл-* у более активного деструктора эфира - штамма Bbodococcus erythropolis ДОС-29. В условиях модельных стоков производства диметилтере -фталата штаммы Khodococcua erythropolis ДОС-29, ДОС-7, ДОС-53 полностью разлагают 10 г/л диметилтерефталата за 140, 188, 212 часов соответственно.

Культуры нетоксичны и непатогенны, что позволяет рекомендовать их использование в биотехнологических методах очистки объектов окружающей среды - сточных вод и почвы, загрязненных диметилтерефталатом.

Анализ интермедиатов, накапливающихся в культуральной жидкости деструкторов ДОГ, позволяет считать,что начальные этапы подготовительного метаболизма эфира у них определяются демети-лированием диметилтерефталата в моноэфир, а затем в терефтале-вую кислоту. ТФК в результате декарбоксилирования и гидрокси -лирования превращается в протокатеховую кислоту. Выявляемая в суспензии клеток и бесклеточных экстрактах 3-кетоадипиновая кислота является продуктом орто-расщепления ароматического кольца ПКК родококками, что подтверждается наличием у них протока -техат-3,4-диоксигеназы. Это означает, что родококки способны

минерализозать в'яочве и других объектах ДМТ, используя его в качества единственного источника углерода и не привода к накоплению токсических интермедлатов. 1>ер.:си1ные системы ИУюйососсиа вгу^-гороНа .осуществлтащнз деградацию диметилового эфира терофтале -вой кислоты, индуикбельны.

ОП %

10 20 44 68 92 116 140 164 Часы

Рис. 3. Динамика роста Ш>оаоооесиз егугъгороИз ДОС-14 на мине ральной среде, содержащей 2 г.л"^ ДУТ

,- _ оптическая плотность культуральной жидкости,

остаточное количество: л- - ДМГ, д - - ТФК,

о- - ПКК

Наиболее активные деструкторы эфиров о-фталсвой кислоты разрушают ДВФ, даФ, ДЭР2 с различной активностью, которая может быть значительно увеличена в условиях иммобилизации микроорга -низмов на носителе и ускорит процесс разложения эфиров при повышении их концентрации в среде (рис. 4).

На основе использования культур-деструкторов ДВФ, Д® ДЭН» нами разработана биотехнология микробной локальной очистки сточных вод производства пластификаторов, внедренная на Кусковском

ДЭГФ

т

I 3 5 7 ■ 10 14

I I ■ tI I

I 3 5 7 10 14 Сутки

Рис. 4. Динамика утилизации ДЭГй (2$) свободноплавающими (---)

и иммобилизованными ( - -) клетками Enterobacter

cloacae 64$ и ДЛФ клетками Rhodococcus erytbropolis 70Ф : — О— 156, —»—3%, —

химическом заводе (г.Москва). Промышленная установка, представляющая последовательно соединенные ана- и аэробный биореакторы с иммобилизованными на тонковолокнистом носителе микроорганизмами -деструкторами, обеспечивает очистку сточной воды от эфиров на 1005? при производительности 12 м3/сутки. Эффективность очистки по XIK составляет 96$.

Очистке объектов окружающей среды от ксенобиотиков зависит не только от наличия определенных микроорганизмов, но и от наличия или возможности создания экологических условий, оптимальных для реализации их деструктивных способностей как в искусственных, образуемых при очистке сточных вод, так и в естественных ми-кробоценозах загрязненной почвы. В условиях лабораторной модели разработаны , в естественных условиях подтверждены и реализованы, описанные в главе 7 наиболее перспективные биотехнологии очистки почвы, основанные на стимулировании ее самоочищающей способности дополнительными источниками азота и фосфора, внесенными в виде термофильно сброженного и механически обезвоженного осадка сточных вод, избыточного активного ила, а также на интродукции активных культур микроорганизмов-деструкторов метанола и ди-метилтерефталата.

Внесение в загрязненную метанолом почву избыточного активного ила ускоряет процесс деградации спирта, при этом в почве повышается численность микроорганизмов, расширяется их видовое разнообразие. Интродукция Pseudomonas metbylica20M в почву с концентрацией спирта 3 мл/1000 г способствует снижению количества метанола в ней через 15 суток до 0,003 мл при 0,01 мл/100 г в контроле. Плотность популяции интродацированной псевдомонады при этом достигает максимума. Наиболее активно разрушается метанол в варианте с совместным внесением в почву активнппо л биомасс« -роорганизма-лв'"^ру;:тора.

Интенсификация разрушения диметилтерефталата в образцах почвы, обработанной избыточным активным илом .сопровождается значительным увеличением численности микроорганизмов. Разрушение ДОГ проходит активнее в образцах почвы, обработанной биомассой Hbodoooocus erythropolis ДСС-31, использующего диметилтерефталат в качестве единственного источника углерода. ДОГ, внесенный в количестве 10 мг/1000 г почвы,разрушается в ней за 14 дней (табл. 3). Плотность популяции родококка, интродуцированного в

Таблица 3

Динамика разрушения диметилтерефталата в почве

Вариант опыта, ДОГ, мг/1000 г почвы

Содержание ДОГ в почве, мг/100 г абсолютно сухой почвы через:

! 2 7 ; ю ; 14 суток

10 0,046 0,032 о,он 0,009

100 42,660 2,036 1,430 . 0,040

1000 1904,516 1197,155 756,760 595,956

10 * ДСС-31 0,053 0,017 0,002

100 + 6,533 1,621 0,620 0,009

1000 + п н 1479,856 995,759 579,760 514', 689

10 + АИ 0,056 0,020 0,005 -

100 + АИ 8,842 1,688 0,537 0,013

1000 +■ АИ 1407,322. 1256,430 999,630 580,0

10 + АИ + . ДХ-31 0,040 0,022 0,002

100 + п II 5,414 0,209 0,014 0,005

1000 + «1 те 1095,914 1032,258 530,658 389,757

загрязненную эфиром почву, после временного снижения, восстанавливается, достигая максимума через две недели. При внесении в почву биомассы активного деструктора эфир быстрее разрушается в ней также в вариантах с более высокой его исходной концентрацией 100 и 1000 мг/1000 г почвы. Наибольшую активность разрушения ди-метилтерефталата наблюдали при совокупном внесении в загрязненную почву избыточного активного ила и биомассы Rbodococcus erythro -polis ДрС-31. В почве этих образцов снижается роль олиготрофного типа питания, интенсифицируется биохимическая активность микробо-ценоза.

Разрушение ДЛ в почве, обработанной 0CB, происходит быстрее при интродукции в нее штамма Rbodococcus erytbropolis ДХ-31. Плотность популяции родококка, снизившаяся в течение первых трех дней после внесения, стабилизируется не 9 - 12 сутки и достигает уровня, составляющего 64% всех микроорганизмов, учитываемых на минеральной среде с ДЛ и 73 - 60% общего числа колоний, учтен -ных на I-CAA. Содержание ДЛ в это время в почве, обработанной 0CB (10 й 20 т/га), снижается до 0,178 и 0,197 мг соответственно при 0,514 мг/100 г почвы в контроле.

0 перспективности искусственного обогащения загрязненной ксенобиотками почвы микроорганизмами-деструкторами можно судить, прежде всего, на основании параметров процесса стабилизации их в среде, которая для Rhodoooccus erytbropolis ДрС-31 зависит от уровня начальной популяционной плотности и от состояния микробного комплекса, в состав которого она искусственно вводится. Численность популяции Rhodococcus erytbropolis Д£-31, интродуцированного в почву в стартовый момент сукцесси-онных изменений, вызванных увлажнением почвенных образцов и внесением ДЛ, так и в микробный ценоз, находящийся в стационарном устойчивом состоянии (через 10 суток после внесения ДЛ), сни -жается на порядок, но выживаемость ее выше при введении в ценоз в момент инициации сукцессии (рис. 5). В этом варианте отмеча -ются также минимальные сроки разрушения ДЛ: I и 1000 мг эфира разрушаются в I кг почвы за 24 и 65 "дней соответственно. В почве, инокулированной родококком в период достижения ее микробо -ценозом стационарного состояния, ксенобиотик обнаруживается в количестве 0,28 и 4,7 мг соответственно. Данные полевых исследований согласуются с результатами, полученными в лабораторных экспериментах, и подтверждают вывод о том, что процесс разрушения ксенобиотиков в почве осуществляется при непосредственном

н

ДО, мг/1000 г почвы: - - I

Э

9

\

7

" 1С 14 ю ¿1 24 53 85 Сутки

10

ч

V б

7

9

8

2 4 7 10 14 18 21 24 53 85 Сутки

Рис. 5. Численность Си клеток/1 г почвы)кьоаососсив агугьго-ро11а ДОС-31, интродуцированной в почву: а - в день внесения ДОТ; б - через 10 суток посла внесения ДМТ

участии микроорганизмов и зависит от экологических факторов,влияющих на активность микробного комплекса загрязненной почвм.Ускорение разрушения ксенобиотиков с помощью интродуцировонных в загрязненную почву бактерий достигается при стабилизации численности микроорганизмов-деструкторов в составе почвенного микробо-ценоза и активности в использовании субстрата.

Осадок сточных вод; являющийся хорошим субстратом для почвенных микроорганизмов, служит также носителем культур-деструк -торов при приготовлении препарата, используемого в биотехнологии очистки почвы и других объектов от загрязнения. Использование на практике таких отходов, как осадок сточных вод и активный ил очистных сооружений рекомендуется только при строгом соблюдении нормативных требований к их химическому составу и санитарному состоянию.

вывода

1. Микробный ценоз почв и эпифитная микрофлора растений под воздействием аэрогенных выбросов крупнейшего в Европе комбината по производству синтетического волокна лавсан претерпевают существенные изменения. Это выражается в снижении общей численности микроорганизмов, перегруппировке структурных звеньев микробного сообщества, смене доминирующих родов и видов спорообразующих бактерий; актиномицетов, микроскопических грибов.

Наибольшее количество ингредиентов пылегазовыбросов (метанола, этиленгликоля, параксилола, диметилового эфира тереф-талевой кислоты) в связи с преобладанием в зоне действия комбината западных ветров выпадает на почвы и растения восточного направления,где изменения структуры и функциональной активности микробных ценозов фиксируется наиболее четко и значительно усиливаются в непосредственной близости к источнику эмиссии. Отдельные группы, роды, вида микроорганизмов могут служить индикаторами степени загрязнения почвы и растений ингредиентами промышленных выбросов.

2. Длительное естественное воздействие аэрогенных выбросов на почвы приводит к уменьшению в них численности микроорганизмов, превращающих азот минеральных и органических со -единений, снижению энергии нитрификационного процесса, что сопровождается уменьшением накопления в почве нитритов и нитратов. Падение количества актиномицетов в загрязненной почве сопровождается активным развитием спорообразующих бактерий. В почве, непосредственно прилегающей к источнику загрязнения, прямым учетом выявлено наибольшее содержание клеток бактерий , а также мицелия микроскопических грибов; микробную массу, в основном, составляют микромицеты.

Структура микробного ценоза почв насыпных площадок,внесенных в зону действия комбината на 3- года, изменяется неоднозначно. На ранних этапах естественного воздействия пылегазовыбросов в почве снижается количество микроорганизмов, превращающих азот органических соединений, обедняется их качественный состав. Негативному действию выбросов подвергаются микромице -ты. Активно развиваются наиболее устойчивые к техногенному воздействию спорообразующие бактерии. Значительно возрастает численность микроорганизмов-деструкторов отдельных ингредиентов выбросов. Увеличение доли быстрорастущих микроорганизмов в ми-

•кровном ценозе эйг*рязне1ШоГ! почвы характеризует нестабильность микробного сообщества. Величина общей микробной массы, в том числе грибной, значительно снизившаяся в первый год наблюдений, не была восстановлена в течение трех лет. Расчет индексов педо-трофности, олиготрофности, коэффициента минерализации оргени -ческого" вещества дает основание констатировать отсутствие в почвах .насыпных пледа док т испытавших техногенное воздействие вто чениа трех лет, стабильных, адаптированных к действию загрязне-

и^окзниросив производства лавсана - метанол, этиленгликоль, параксилол, диметилтерефталат в условиях лабораторной иммитационной »модели оказывают неоднозначное влияние на микробный ценоз загрязненной ими почвы. Эффект воздей -ствия зависит от концентрации ингредиента. Для микробных цено -зов, подвергнутых воздействию высоких концентраций ксенобиоти -ков, характерно преобладание быстрорастущих видов микроорганизмов, небольшое их видовое разнообразие, нестабильность развития всех составляющих сообщество и способность его представителей к утилизации преимущественно легкоразлагаемых субстратов. Экологическими мишенями негативного действия метанола, отиленгликоля, диметилторефталатэ являются антиномип&ты и микроскопические грибы, параксилола - микромицоты. Увеличение численности ;«:кро«>ргл-низмоз, использущих отдельный ксенобиотик в качество единственного источника углерода, мо'хот случить индикаторным показателем загрязнения им почвы. С учетом реакции микроорганизмов на техно-

¡еннную нагрузку установлены разовые,предельно допустимые дозы (СК~ч): метаночя в количества 61 мл, параксилола, отиленгликоля -30 м/1000 г почвы.

ч. Опифитиая микрофлора растений техногенных территорий характеризуется снижением общего числа микроорганизмов, осед -нением их качественного состава; уменьшением количества молочнокислых бактерий, увеличением з микробном сообществе удельного веса спорообразующих бактерий и микроскопических грибов. Эффект негативного действия промышленных загрязнений соответствует уровню техногенной нагрузки, определяемой расстоянием от источника загрязнения, и зависит от растения-хозяина. Депрессия развития растений, вызванная как естественным, так и модельным загрязне -нием ингредиентами выбросов, сопровождается снижением количества и обеднением качественного состава эпифитной биоты. Ксенобиотики, действуя негативно на физиолого-биохимические свойства

растений, нарушают также развитие ризосферной микрофлоры.

Силосная масса из растений, выросших в зоне действия предприятия, и загрязненная в условиях лабораторной иммитационной модели, обедняется полезной молочнокислой микрофлорой и содержит значительное количество гнилостных микроорганизмов,способствующих потере питательных веществ, сдерживанию накопления в корме основных органических кислот - молочной и уксусной, а в конечном итоге - порчэ силоса. Внесение в загрязненный силос культуры молочнокислых бактерий Lactobacterium plantarum при -водит к снижению количества нежелательных для силосования микроорганизмов: аммонифицирующих, в том числе спорообразующих, маЬлянокислых бактерий.

5. Разрушение диметилтерефталата и динила, более активное в естественной.почве, чем автоклавированной, сопряжено с интенсивным развитием микроорганизмов, в основном бактерий. Скорость процесса зависит от концентрации ксенобиотика и пула бактери -альной флоры. Оптимальные гидротермические условия для разрушения в почве диметилтерефталата, динила, метанола складываются при температуре 32°С, влажности 60% (для динила и диметилтерефталата) и ЗО^ПВ (для метанола).

6. Изучена способность микроорганизмов родов Rbodococcus, Enterobacter, Pseudomonas , Artbrobacter , Flavobacterium , Klebsiella , Alcaligenes , Acinetobacter , Mycobacterium , Bacillus , Micrococcus(1189 штаммов) использовать эфиры о-фтале -вой кислоты,диметилового эфира терефталевой кислоты, метанола в качестве единственных источников углерода. Скрининг культур , наиболее быстро растущих на средах, с.эфираыи о-фталевой кислоты и диметилтерефталата, позволил выявить доминирующую роль в их деструкции бактерий рода Khodococcus. Активные деструкторы эфи -ров о-фтблевой кислоты, диметилтерефталата и метанола Rbodococcus erytbropolis и Pseudomonas metbylica способны утилизировать их -в качестве единственного источника углерода в концентрации 1 -15 г/л. Установлена прямая зависимость между деструктивной активностью культур и накоплением биомассы. Наиболее активные штаммы - деструкторы эфиров о-фталевой кислоты, диметилового эфира терефталевой кислоты - Mycobacterium fluorescens В-4484, Носаг-dia restricta, Nocardia erytbropolis, Enterobacter cloacae , Khodococcus erytbropolis S -912, Rbodococcus erytbropolis" S -913; метанола - Pseudomonas methylica 28M защищены авторскими свидетельствами.

7. Деградация диметилтерефталата культурой Khodococcus srythropolis осуществляется путем его последовательного превращения в 3-кетоадипиновую кислоту. Наличие у культуры прото -(атехат-3,4-диоксигенаэы подтверждает орто-путь расщепления соматического кольца протокатеховой кислоты. Наряду с диме-'илтерефталатом Rbodococcus erythropolis использует в качест-ie единственного источника углерода терефтадевую, а также про-юкатеховую, бензойную, п-оксибензойнуп кислоты, что дает ос -

д^ь ииаможной их утияи5«1»га гтр:: образовании а пио-¡сссо метаболизма диметилтерефталата. Ферментные системы Bhodo-¡occus erythropolis , осуществляющие деградацию диметилового фира терефталевой кислоты, индуцибельны.

8. Культуры микроорганизмов-деструкторов эфиров о-фтале-ой кислоты использованы нами при разработке микробиологичес-ой локальной очистки сточных вод от диметил-, дибутил-, ди-2-этилгексил) фталата. Биотехнология внедрена в цеху смол Ку-ковского химического завода (г.Москва). Очистка сточных вод т эфиров на промышленной установке осуществляется на 10055 , ффект очистки по ХПК составляет 96%.

На основании результатов исследований , полученных в ла-ораторной модели и подтвержденных в серии вегетационных и по-евых опытов, разработана биотехнология ускорения самоочищения зчвы от диметилтерефталата и метанола на основе использования икроорганизмов-деструкторов этих соединений. Показана принци-^альная возможность целенаправленного воздействия на биохими-зскую активность природной микрофлоры путем внесения в почву 1адка сточных вод и отработанного активного ила биологических устных сооружений. Способ внедрен в хозяйствах Могилевского 1йона (совхоз-комбинат "Восход", совхоз "Вейно") и подсобном гльском хозяйстве Могилевского производственного объединения Символокно". Его применение является одним из реальных путей ¡гулирования деятельности природной микрофлоры, направленной I разрушение ксенобиотиков в почве, чем одновременно достига-•ся решение еще одной из важнейших проблем охраны окружающей юды - утилизации отходов производства.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы: I. Самсонова A.C., Ахметзянова С.Ф. Роль микроорганизмов в юиессах деструкции остатков токсических выбросов МПО "Химво-ikho" при силосовании кормов // Микроорганизмы как компонент [огеоценоза. Матер. Всес. симп.- Алма-Ата, 1982.- С.253-254 .

2. Самсонова A.C., Зименко Т.Г., Слизень З.М. Устойчивость почвенной и эпифитной микрофлоры к воздействию пылегазовыбросов МПО "Химволокно" // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Матер, респ.рабоч.коорд. совещ.- Минск: Наука и техника, 1983. - С.36.

3. Стефанович J1.И., Ахметзянова С.Ф., Самсонова A.C. Динамика развития эпифитной микрофлоры кормовых трав в зоне дейст -вия промышленных загрязнений// Респ.межвед.сб. Охрана окрут.аю -щей среда. - Минск: Вышэйшая шк., 1984.- вып.- С. 98-102.

4. Самсонова A.C., Зименко Т.Г., Слизень З.М. Микробные ассоциации почв, подверженные влиянию промышленных выбросов //Респ. межвед. сб. Охрана окружающей среды. - Минск: Вышэйш. шк., 1984, вып. 3.- С. I09-113.

5. Влияние промышленных выброаов на микрофлору и качество силоса/ Зименко. Т.Г., Стефанович J1.И., Ахметзянова С.Ф., Самсо -нова A.C. // Весц! АН БССР. Сер. б!ял. нев.- 1984. - № 4.- С.54-58.

6. Зименко Т.Г., Самсонова A.C., Филипшанова Л.И. Влияние газовых выбросов лавсанового производства на микрофлору почвы // Becui АН БССР. Сер. б!ял. нав.. - 1985. - №2. - С. 42-46.

?. Самсонова A.C. Фунуционирование микробных ценозов почв , загрязненных промышленными выбросами // Достижения микробиологии - практике. Матер. 7 съезда Всес. микробиол. об-ва. - Алма-Ата : Наука, 1985. - Т. 6 : Экология, геохимическая деятельность мик -роорганиэмов и охрана окружающей среда. - 164.

8. Слизень З.М., Самсонова A.C., Зименко Т.Г. Разрушение ди-метилтерефталата почвенными микроорганизмами // Весц! АН ЕССР. Сер. б!ял. нав. - 1965. - № 3. - С. 50-52.

9. Маркова Н.Л., Зименко Т.Г., Самсонова A.C. Влияние осадка сточных вод на активность процесса самоочищения почвы // Вес-ui АН БССР. Сер. б!ял. нав. - 1985. - № 4. - С. 35-38.

10. Самсонова A.C., Слизень З.М., Зименко Т.Г. Микробиологическая деструкция динила в почве // Весц! АН БССР. Сер. б!ял. нав.. - 1985. - 5. - С.71-74.

11. Слизень З.М., Самсонова A.C., Зименко Т.Г. Газохромато -графическое определение диметилтерефталата в почве // Гигиена и санитария. - 1985. - № 10. - С. 43-44.

12. Самсонова A.C. Пути активации микробиологического само -очищения почв, подвергнутых промышленному загрязнению: Аналити -ческий доклад для системы проблемно-ориентированного информиро -вания директивных органов, ДШ / БелНШНТИ Госплана БССР. -Минск, 1986. - 25 с.

12. Самооновя A.C., Слизень 3.,'<1. Трансформация диметилового эфира терефталевой кислоты почвенными микроорганизмами // Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Тез. докл. 3 всес. иьучн. конф,-М.: Изд-во МГУ, I9B6.- С. T20-I2I.

14. Микробное разрушение ингредиентов пнлегазсяыбросов лавсанового производства / Самсоном A.C., Зименко Т.Г., Слизень 3. М.. и от. // Информационный листок БелИИШТЙ Госплана БССР.-

i^nn. - i& ir>l . — 1 i,.

15. Самсонова A.C., Филипшанова Л.И. Функционирование мик -робных ценозов в ризосфере сельскохозяйственных культур в уело -виях промышленного загрязнения // Микробиологические процессы в почвах и урожайность сельскохозяйственных культур. Матер. 2 респ. конф.- Вильнюс, 1986. - С. 332.

16. Самсонова A.C., Филипшанова Л.И., Слизень З.М. Методи -ческие рекомендации по микробиологической индикации степени загрязнения почв ингредиентами промышленных выбросов лавсанового производства. - Ротапринт / ЦНЬ АНБ. - Минск, 1966. - 23 с.

1?. Зименко Т.Г., .Маркова Н.Л., Самсонова A.C. Влияние як ~ тивного ила на самоочищение почв от ингредиентов промышленных выбросов производства лавсана // Микроорганизмы ь сельском хозяй -стве. Матер. 3 всес. кон^>. - М. , I9t6. - С. II6-II7.

18. А. с. 1356456 СССР, МлИ4 С12И Ib/Oö, С02Р 3/34. штамм бактерий Mycobacterium fluoresccns ВКИМ-34Ы, используемы?. ДЛЯ очистки сточных вод от диметилтерефталата / А.С.Самсонова , З.М. Слизень, Т.Г.Зименко, Г.М.Волкова (СССР). - № 4022124/31; Заяв -лоно 24.I2.b5; Опубл. 01. 06.67, Ьюл. "Открытия, изобретения" не публикуемые в открыто;) печати, № П. - 6 с.

19. Самсонова A.C., Маркова Н.Л., Зименко Т.Г. Опыт и перспективы практического использования активного ила очистных сооружений // Обзор ЬелНИИНТИ Госплана БССР. - Минск, 1987, - 28 с.

20. Самсонова A.C., Слизень З.М. Использование Rbodococcus erythropoüs для очистки почвы и сточных вод от диметилтерефталата // Микробиологические метода защиты окружающей среда. Натер, всес. конф. - Пущино, 1980. - С. 54-55.

21. Слизень З.М., Самсонова A.C. Деструкция диметилтерефталата Rhodococcua erytbropoüs // Микробиологические метода за -щиты окружающей средч. Матер, всес. конф. - Пущино, 1988. - С.57.

22. Самсонова A.C. Биотехнология охраны окружающей среды // Биотехнология - сельскому хозяйству / Лобанок А.Г., Залашко М. В., Анисимова H.H. и др.. - Минск: Ураджай, 1988. - Гл. 9. - С.

164-184. ^

23. Самсонова A.C., Слизень З.М., Маркова H.J1. Метод обнаружения и изучения динамики развития микроорганизмов-деструкторов диметилтерефталата в почве // Биодинамика почв. Матер. 3 всес. . симп. - Таллин: Иэд-во АН ЭССР, 1988. - С. 143.

24. Влияние ксенобиотиков на микрофлору и содержание хлорофилла у растений сахарной свеклы / Зименко Т.Г., Стефанович Л.И., Самсонова A.C. и др. // Физиология и биохимия культурных растений.

1988. - Т. 20. № 5. - С. 467-472. /

25. Самсонова A.C., Марков» Н.Л., Слизень З.М. Ьиотехнологи-ческие приемы повышения самоочищения почвы / Микроорганизмы в сельском хозяйстве. Матер.респ. конф. - Кишинев, 1988. - С. 158 -159. - -

26. А. с. I4036I2 СССР, МШ CI2H 1/20, C02F 3/34 // C12R I 365. Штамм бактерий Nooardia restriota , используемый для локальной очистки сточных вод от диметилтерефталата / А.С.Самсонова, 3. М. Слизень, Т.Г.Зименко, Г.М.Волкова (СССРК - » 4133703; Заявлено Г5.10.86; Опубл. 15.02.88, Бюл. "Открытия и изобретения"не публикуемое в открытой печати, >6.-6 с.

27. Зименко Т.Г., Самсонова A.C., Оилипшанова Л.И. Динамика микробных популяций почвы в условиях модельного загрязнения //Биодинамика почв. Матер.Всес. симп. - Таллин, 1988. - С.33.

28. Самсонова A.C., Слизень З.М. Утилизация диметилтерефталата Rhodococcus erytbropolis //Доклада АН БССР. - 1988, - Т. 33. №5. - С. 467-470.

29. Самсонова A.C., Маркова Н.Л., Зименко Т.Г. Влияние осадка сточных вод и микроорганизмов на самоочищение почвы, загряз -ненной промышленными выбросами производства лавсана // Весц! АН БССР. Сер. б!ял. нав. - 1989. - № 4. - С. 44-47.

30. Утилизация диметилтерефталата Rbodococcus erytbropo -lis / З.М.Слизень, Т.Г.Зименко, А.С.Самсонова, Г.М.Волкова //Микробиология. - 1989. - Т. 58. - вып. 3. - С. 382-386.

31. Самсонова A.C., Слизень З.М. Бактериальная деструкция диметилтерефталата в почве и сточных водах // Доклады АН БССР.-

1989. - Т. 33. - № 3. - С. 262-264.

32. Самсонова A.C., Маркова Н.Л., Слизень З.М. Использование микроорганизмов в разрушении загрязняющих веществ в техно -генной почве // Достижения науки и техники в области ресурсо -сбережения и экологии. Матер, междунар. научн.-техн. конф. -Гомель, 1989. - С. 63-64.

33. А. с. I49Ö054 (СССР), МКИ4 CI2N 1/20, C02F 3/34 // CI2N 1/20, CI2F 1:365. Штамм бактерий Nocardia erythropo -lis , используемый для очистки сточных вод от диметилтерефта-лата / А.С.Самсонова, З.М.Слизень, Т.Г.Зимеько, Г.М.Волкова (СССР). - № 4328464; Заявлено 16.11.67; Опубл. 01.04.69, Ьюл. "Открытия, изобретения" не публикуемые в открытой печати, № 7. -6 с.

34. Маркова Н.Л., Самсонова А,.С., Зименко Т.Г. Влияние органических удобрений на микрофлору загрязненной почвы // Почвоведение". - IS90. - 4.. - С. 73-СО.

35. Слизень З.М., Самсонова A.C., Семочкина И.О. Скрининг микроорганизмов, утилизирующих эфиры о-фталевой кислоты // До -клада АН БССР. - 1990. - Т. 34. - вып. 12. - С. II2e-II30.

36. А. с, 1639055 СССР, МКИ5 CI2N 1/20, С 12Р 13/00. Штамм бактерий Rbodocoocus erythropolis , используемый для очистки сточных вод от диметилфталата / А.С.Самсонова, З.М.Слизень, Т.Г. Зименко, А.И.Шалашная (СССР). - № 4753209; Заявлено 27.10.89; Опубл. 01.12.90, Бюл. "Открытия, изобретения" не публикуемые в открытой печати, № 3, - 6 с.

37. Слизень З.М., Самсонова A.C. Газохроматографическое определение содержания эфиров о-фталевой кислоты в сточных водах производства пластификаторов // Пластмассы. - 1990. - Я1 12. -

С. 61-62.

38. А. с. 1639054 (СССР), МКИ5 CI2N 1/20, CI2F 13/33. Штамм бактерий Enterobacter cloacae , используемый для очистки сточных вод от ди-(2зтилгексил) фталата/ А.С.Самсонова, З.М.Слизень, Н.Ф.Семочкина, А.И.Шалашная (СССР). -№ 4753120/13"; Заявлено 07.10.69; Опубл. 01.12.90, Бюл. "Открытия, изобретения" не публикуемые в открытой печати", * 3. - 8 с.

39. А. с. 1639056 СССР, МКИ5 CI2H 1/20, CI2F 13/00. Штамм бактерий Rbodococcus, erythropolis , используемый для очистки сточных вод от дибутилфталата / А.С.Самсонова, З.М.Слизень, Н. 5. Семочкина, А.И.Шалашная (СССР). - № 4653325; Заявлено 27.10. В9; Опубл. 01. 10.90, Бюл. "Открытия, изобретения" не публикуемые в открытой печати, № 3. - 8 с.

40. Слизень З.М., Самсонова A.C. Разложение эфиров фтале-вых кислот микроорганизмами // Биологические науки. - 1990. -» 1(313). - С. 5-19.

41. Самсонова A.C., Зименко Т.Г., Филитпанова Л.И. Микро-мицеты в индикации загрязнения почвы // Антропогенная экология

микромицетов, аспекты математического моделирования и охрана окружающей среды. Матер, всес. конф. - Киев. - 1990. - С. 19.

42. Самсонова A.C., Маркова Н.Л., Слизень З.М. Устойчи -вость почвенных минромицетов к- экстремальным условиям антро -погенного происхождения // Антропогенная экология микромиие -тов, аспекты математического моделирования и охрана окружаю -щей среды. Матер, всес. конф. - Киев. - 1990. - С. 20-21.

43. Самсонова A.C. Пусть "поработают" микроорганизмы // Нав!ны Беларускай АкадэмП. - 1991. - 6 снежня. - № 46(626).-С. 1-2.

44. Самсонова A.C., Слизень З.М., Маркова Н.Л. Метод выявления микроорганизмов, разлагающих диметилтерефталат // Прикладная биохимия и микробиология. - 1991. - Т. 27. - вып. 2. -С. 292-298.

45. А. с. 1620479 СССР, МКИ5 CI2 К 1320, CI2 FI3/00. Штамм бактерий Pseudomonas methylica , используемый для очистки сточных вод от метанола / А.С.Самсонова, Н.Л.Маркова, З.М.Слизень, Т.Г:Зименко, А.И.Шалашная, Г.М.Волкова, Ю.Г.Зелютков (СССР))-

№ 4486070/31 - 13 (139953); Заявлено 28.09.88; Опубл. 15.01.91, Бюл. I 2. - 8 с.

46. Самсонова A.C. Каб прырода лячыла природу // Маг1ле£ - -екая прауда. - 1991. - 5 чэрвеня.- № 103(15451). - С. I-I.

47. Влияние метанола на микрофлору почвы/ Самсонова A.C., Маркова Н.Л., Алещенкова З.М., Филипшанова Л.И. // Becul АН БССР. Сер.б!ял.нав. - 1992. - № I. - С. 68-73.

48. Самсонова A.C., Алещенкова З.М. Использование микроорганизмов для ускорения самоочищения почв и очистки сточных вод// Труды Могилевского врачебного общества Беларуси. - Могилев, 1993. - ч. 2. - С. 238-241.

49. Зименко Т.Г., Самсонова A.C. Действие выбросов МПО "Хим-волокно" на окружающую среду // Труды Могилевского врачебного общества Беларуси. - Могилев, 1993. - ч. 2. - С. 74-80.

I IJfflaaciwc?

РЕЗЮМЕ

диссертационной работы САМ50Н0В0Я Алиссы Самуиловны

"Экология микроорганизмов техногенных территорий"

Ключевые слова: микрофлора, штамм, популяция, микробоценоз, экология, техногенное загрязнение, пылегазовыбросы, ингредиенты, ксенобиотики, самоочищение , деструкция, утилизация, метаболизм, интродукция.

Впервые проведены комплексные исследования воздействия многокомпонентных техногенных выбросов на микрофлору почв и сель-екеггсяйстБсззаи. (мигышЯ. примере пилегпзоаЛросйв круинай-пего з Европе нсыЗината по производству синтетического волокна лавсан показано их глубокое воздействие на равновесие почвенного микробоценоза, выражающееся в изменении общей численности, активности и структуры комплекса почвенных микроорганизмов. Для загрязненных почв характерна активация бактериальной части комплекса - бациллярных форм и групп микроорганизмов, использующих ингредиенты пылегазовыбросов в качестве источников питания. Развитие специфической эпифитной микрофлоры сельскохозяйственных растений в загрязненной зоне заторможено, защитные свойства растений снижены. Проведенное впервые исследование динамики разрушения ингредиентов промышленных выбросов производства лавсана позволило выявить зависимость уровня самоочищающей способности почвы от ряда экологических факторов - температуры, влажности, концентрации ксенобиотиков и, главным образом, от наиболее динамичной части загрязненной почвы - микрофлоры, интенсивности ее размножения и активности. На основании данных о развитии комплекса почвенных микроорганизмов при различных методах воздействия на него научно обоснованы пути регулирования деятельности микрофлоры, обеспечивающие интенсификацию процессов разрушения загрязняющих почву токсических веществ. Разработан и внедрен способ ускорения самоочищения почвы от диметилтерефталата и метанола, на основе использования интродуцированных микроорганизмов-деструк -торов этих соединений. Впервые изучены начальные этапы подгото -вительного метаболизма диметилтерефталата у штампов родококков, свидетельствующие об абсолютной экологической безопасности ис -пользования их при интродукции в природаые и искусственные среды. Выделенные и селекционированные микроорганизмы (коллекция из 1870 штаммов), утилизирующие эфиры о-фтал_евой кислоты в высоких концентрациях, использованы при разработке и внедрении биотехнологии локальной микробной очистки сточных вод от фталевых эфиров.

РЭЗХЮ

дысертаиыйнай працы САХОМАВАЙ Ал1сы Саму1лауны

"УкалогХя м1краарган1змау тэхнагьнных торыторый"

Ключавыя словы: мХкрафлора, штам, папуляцыя, м!кробацоноз, экалигХя, тохнагеннае забрудаванне, пылагазавыкХды, Хнгрэдыенты, ксенабХётык!, самаачышчэнне, дэструкцыя, утылхзацыя, метабалХзм, Хнтрадукцыя.

Упершыню праведзены комплексныя доследы уздзеяння шматкам-панентных тохнагенных выкХдау на мХкрафлору глебы 1 сельскагас-падарчых расл1н. На прыкладэе пылагазавык!дау буйнейшага у Европе камб1ната па вытворчасц! с!нтэтычнага валакна лаусан паказана !х глыбокае $>здзеянне на рауиаважнасць глебавага мХкробацэноэу, якое адлюстроувае змены пгульнай колькасц!, актыунасщ 1 структуры комплексу глебавых м!краарган!змау. Дня забрудааных глеб характорна актывацыя бактэрыяльнай часткх комплексу - баиылярных форм 1 груп м!краарган!змау, якхя ужываюць Хнгрэдыенты пылагаза-вык1дау у якасц! крынХцы жыулення. РазвХццё спецыф1чнай эп!ф!т-най м!крафлоры сельскагаспадарчых расл!н у забруджанай зоне за-маруджана, ахоуныя уласцхвасц! расл1н эн!жаны. Праведзены упершыню дослед дынам!к1 разбурзння 1нгрэдаентау прамысловых выкХдау вытворчасц! лаусану дазвол!у высветл!ць залежнасць узроуню сама-ачышчальнай здольнасц! Глебы ад шэрагу экалаг!чных чыннХкау-томпературы, в1льготнасц1, канцзнтрацы1 ксенабхётыкау 1, галоу-ным чынам, ад найбольш данамХчнай частк! забрудканай глебы - мХ-крафлоры, ХитэнсхунасцХ яе размножэння I актыунасщ. На падста-ве дадзеных аб развХццХ комплексу глебавых м1краарган1змау пры розных метадах уздзеяння на яго навукова абгрунтаваны шлях1 рэ-гулявання дзейнасщ мХкрафлоры, як!я забяспечваюць ХнтэнсХфХка-цыю працэсу разбурэння забрудаваючых глебу такс1чных рэчывау. Распрацаваны I укаранёны спосаб паскарэння самаачышчэння глебы ад дыметылтэрэфталату 1 метанолу на падставе выкарыстання Хнтра-дуцыраваных м1нраарган1змау-дзструктарау гэтых злучэнняу. Упершыню вывучаны пачатковыя этапы падрыхтоучага метабалХзму дыметылтэрэфталату у штама^ радакокау, як!я сведчаць аб абсалютнай экалаг!чнай бяспецы выкарыстання 1х пры 1нтрадукцы1 у прыродныя 1 штучныя асяродцзХ. Вылучаныя 1 селекцыяваныя м!краарган1зми (калекцыя з 1870 штамау), як1я засвойваюць эф1ры о-фталевай к1с-латы у высоких канцэнтрацыях, выкарыстаны пры распрацоуцы 1 ука-раненн1 бХятэхналогП лакальнай мХкробнай ачысткХ сцёкавых во; ад фталевых эфХрау.

,>r the tb."si-; of A.S.SW^VSav.i ""otIoRy of ?.isro-organls»s from tocb/iORenie territory-/'

¡•Coy words: mi.-iron or a , strain, papulation, aiorobi O3»no;:is , •colony, technoc;enic contamination. Ras and Ouat discbai-ges, in-.-j;. )' i - ■ i > ¡i • i v..: y , 1 ■■ .7 r '<■! rii t.". , uti 1 1 Viti oci, j»e LuUoliaa, iiitrod -ic lion .

r.—i nvsatl cations have been performed to analyse ti" ""r0"1"11 tprnnnepnic wvaales uu ¿oil «.Iji^rio. ^ and agricultural crop3. Action of gas and dust discharges from the largest in Europe plant manufacturing synthetic fibre lavsan resulted in deep shifts of soil microbiocenosis equilibrium expressed as alteration of overall population, activity and structure of soil microbial complex. Contaminated soils are characterized by activation of bacterial part of the complex - bacillar forms and microbial groups consuming gaseous and dusty pollutants is a nutrient source. Development of specific epiphytic microflora in agricultural crops cultured In contaminated zone has been Inhibited, plant protective potential has been reduced. OreRinal stadies on degradation dynamics of lavsan manufacturing waste co-istituents revealed correlations of autorecoverinp, soil capacity with some environmental factors, like temperature, humidity, con-;entrations of xenobioti.es and primarily with reproduction rate ind activity of most mobile component of polluted soil - micro -riora. Data describing response of soil microbiota to different Intervention methods have enabled to substantiate mechapisms controlling activity of soil microflora aimed at promoting degrada -Lion of toxic pollutants.The technique of 30il autorecovary fron llmethylterephthalate and methanol contamination based on sppll -:ation of microorganisms decomposing these compounds has been elaborated and introduced into industrial practice. Initial steps of iimethvl terephthalate preparatory metabolism in r'.iodococci strains :estifyinR to the absolute environmental safety of microorganisais .ntroduced into natural and artificially defined media have been jriginally investigated. Isolated and selected microbial variants ^collection encoiapassinp 1870 strains) able to utilize high concentrations of o-phthalic acid esters were successfully used in jiotechholopy of local microbial disposal of industrial effluents ¡ontaining dimethyl-, dibutyl-, di-(2-ethylhexyl)phthalate.