Состояние сообществ дрожжеподобных грибов устьевой области реки Северная Двина в условиях многолетнего микробиологического загрязнения

Забелина, Светлана Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Состояние сообществ дрожжеподобных грибов устьевой области реки Северная Двина в условиях многолетнего микробиологического загрязнения
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Состояние сообществ дрожжеподобных грибов устьевой области реки Северная Двина в условиях многолетнего микробиологического загрязнения"

На правах рукописи

¿¿Г

ЗАБЕЛИНА Светлана Александровна

СОСТОЯНИЕ СООБЩЕСТВ ДРОЖЖЕПОДОБНЫХ ГРИБОВ УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ РЕКИ СЕВЕРНАЯ ДВИНА В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕГО МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

03.00.16—экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар - 2005

Работа выполнена в лаборатории водных экосистем Института экологических проблем Севера Архангельского научного центра Уральского отделения РАН

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Добродеева Лилия Константиновна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Бебякова Наталья Александровна;

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Арчегова Инна Борисовна

Ведущее учреждение: Институт биологии внутренних вод

им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Защита состоится « 16 » ноября 2005 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 004.007.01 в Институте биологии Коми НЦ УрО РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 28. Факс: (8212) 24-01-63; e-mail: dissovet@ib.komisc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми НЦ УрО РАН по адресу: 167982, г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, 24.

Автореферат разослан «.¿8..2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук 4 А.Г.Кудяшева

/359 f

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время все более актуальной становится проблема изменения окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Одним из таких факторов является биологическое загрязнение. Широкое применение микроорганизмов в биотехнологии приводит к поступлению в окружающую среду промышленных штаммов. В связи с увеличением объема продукции биотехнологии возрастает роль биологического компонента загрязнения окружающей среды (промышленные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности). В результате поступления выбросов предприятий биотехнологии в атмосферу и водную среду может произойти нарушение естественных микробоценозов, процессов самоочищения в почве и водных объектах, увеличение выживаемости патогенных микроорганизмов. Это представляет угрозу как в эпидемиологическом отношении, так и в плане нарушения экологического равновесия в природных экосистемах.

Устьевая область реки Северная Двина, где сосредоточены крупные населенные пункты, промышленные и сельскохозяйственные предприятия и, кроме того, интегрируется загрязнение всего бассейна реки, является экологически неблагополучным районом. На Архангельских предприятиях комплексной переработки древесины в течение 30 лет производились кормовые дрожжи, штаммы-продуценты которых в значительных количествах присутствовали в сточных водах. В качестве продуцентов кормового белка использовались грибы рода Candida, Trichosporon. До настоящего времени не изучено влияние на естественный микробоценоз длительного поступления дрожжеподобных грибов со сточными водами в устье реки, неизвестны также масштабы их распространения.

Целью исследования являлось изучение пространственного распределения, структуры и динамики численности дрожжеподобных грибов устьевой области реки Северная Двина в условиях многолетнего микробиологического загрязнения.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Определить концентрации и таксономический состав дрожжеподобных грибов в стоках двух предприятий комплексной переработки древесины.

2. Исследовать пространственное распределение и сезонную динамику численности дрожжеподобных грибов в структуре гетеротрофной микрофлоры воды устьевой области р.Северная Двина.

3. Изучить таксономический состав дрожжеподобных грибов речной воды с учетом степени загрязнения и его изменения в результате деятельности производств кормового белка.

4. Оценить связь численности дрожжеподобных грибов с абиотическими и биотическими факторами среды (температура, минерализация, концентрация кислорода, легкоокисляемого органического вещества, биогенных элементов, содержание фитопланктона, бактериопланктона).

5. Установить выживаемость грибов рода Ci^^fduд^ечний воде.,

БИБЛИОТЕКА

¡Я№3 ;

—1—|| т

Научная новизна работы. Впервые проведена оценка воздействия на водное микробное сообщество интенсивного и длительного микробиологического загрязнения промышленными штаммами дрожжеподобных грибов. Изучено пространственное распределение и сезонная динамика численности дрожжеподобных грибов в воде устья р.Северная Двина, их относительное обилие в гетеротрофном микробоценозе. Доказано, что многолетнее микробиологическое загрязнение не привело к нарушению состояния естественного водного гетеротрофного бактериального сообщества.

Впервые получены сведения о таксономической принадлежности выделенных из воды р.Северная Двина дрожжеподобных грибов. Установлена способность к сохранению жизнедеятельности дрожжеподобных грибов рода Candida в донных отложениях реки Северная Двина в течение 7 лет после прекращения производства кормовых дрожжей. Выявлено, что сохранению и поддержанию жизнедеятельности этих грибов в донных отложениях способствует поступление грибов и органических веществ со сточными водами.

Практическая значимость. Полученные данные являются основой для дальнейших мониторинговых исследований и наблюдений за последствиями биологического загрязнения и прогноза возможных изменений в будущем. Информация о содержании дрожжеподобных грибов может быть использована для разработки критериев оценки биологического загрязнения. Результаты изучения численности, распределения гетеротрофной микрофлоры рекомендуются для комплексной гидробиологической оценки качества воды. Сведения о биологическом загрязнении и длительном его сохранении в водных экосистемах могут быть использованы в учебном процессе при подготовке экологов, биотехнологов, биологов, эпидемиологов.

Личный вклад автора. Автором определены цель и задачи, подготовлена программа исследований. Отбор проб воды и микробиологические анализы проведены при непосредственном участии автора совместно с сотрудниками лаборатории водных экосистем ИЭПС УРО РАН. Автором проведен весь комплекс работ по определению таксономической принадлежности дрожжеподобных грибов, выполнена математическая обработка, анализ и обобщение полученных результатов.

Положения, выносимые на защиту.

1. Высокие концентрации дрожжеподобных грибов в устьевой области реки Северная Двина, изменение таксономической структуры и биоразнообразия природного дрожжевого сообщества в зоне влияния источников загрязнения (доминирование грибов рода Candida) являются следствием многолетнего микробиологического загрязнения.

этих грибов в донных отложениях способствует поступление аллохтонных органических веществ и грибов со сточными водами. 3. Выявленные в период исследования уровни содержания в воде дрожжеподобных грибов не нарушают структуру естественного водного гетеротрофного бактериального сообщества.

Апробация работы и публикация. Материалы диссертации были представлены на молодежной конференции «Экология 1998» (Архангельск, 1998); Международной конференции «Геодинамика и геоэкология» (Архангельск, 1999); Международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз, ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002); Международной конференции «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера» (Сыктывкар, 2003); Всероссийской конференции «Стратегия развития северных регионов России» (Архангельск, 2003); Всероссийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека» (Архангельск, 2004). По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части в четырех главах, включая описание объектов и методов исследования, заключения, выводов. Работа иллюстрирована 21 рисунком и 13 таблицами. Список литературы включает 185 источников, в том числе 58 - на иностранных языках.

Благодарности.

Автор искренне благодарит научного руководителя д.м.н. J1.K. Добродееву за содействие и постоянное внимание к работе, к.м.н. В.М. Кузнецову за организацию исследований, сотрудников лаборатории водных экосистем ИЭПС УрО РАН за содействие и помощь в сборе материала. Особая признательность к.х.н. Г.И. Поповой, к.б.н. Н.А. Прожериной за консультации. Автор глубоко признателен всем коллегам за советы и критические замечания при написании работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Распространение и роль дрожжеподобных грибов в водных экосистемах

В главе проведен анализ литературы, обобщены результаты исследований по распространению и таксономическому составу дрожжеподобных грибов в водных экосистемах, об их роли в самоочищении водных экосистем. Рассмотрены проблемы, связанные с биологическим загрязнением окружающей среды в результате деятельности предприятий биотехнологии. Дрожжеподобные грибы широко распространены в водных экосистемах, различных по гидрологическим, гидрохимическим и гидробиологическим условиям (Родина, 1950; Розанова, Новожилова, 1958; Тютенькова, 1971; Новожилова и др., 1979; Колесницкая, Максимова, 1982; Квасников и др., 1982; Земская, 1986; Moráis et al, 1996; Slavikova, Vadkertiova, 1997). Преобладающими в водных экосистемах, как правило,

являются дрожжи родов Rhodotorula, Cryptococcus, Torulopsis. Доминирование и относительно высокое содержание грибов рода Candida связано, главным образом, с загрязненными промышленными и комунально-бытовыми стоками водами (Хуснаризанова, 1998; Abu-Elteen et al, 1997; Hagler, Aheam, 1987; Qureshi, 1979; Slavikova, 1997).

В связи с увеличением объема продукции биотехнологических производств возрастает роль биологического загрязнения окружающей среды (промышленные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности), прямо или косвенно воздействующего на здоровье человека. Это делает актуальным изучение соответствующих микроорганизмов в различных объектах окружающей среды. Необходимость изучения поведения микроорганизмов-интродуцентов в окружающей среде для прогнозирования и предотвращения нежелательных последствий отмечают П.А. Кожевин с соавт. (1982), И.С. Куличевская (1995), В.В. Королик с соавт. (1993), Д.С. Станкевич (2000).

Глава 2. Краткая физико-географическая и гидрохимическая характеристика устьевой области Северной Двины

В главе приведены сведения о природных условиях устьевой области р. Северная Двина, дана гидрологическая и гидрохимическая характеристика исследуемого района. Устье Северной Двины можно отнести к числу наиболее урбанизированных, промышленно и транспортно освоенных объектов на Европейском Севере России. В последние десятилетия во всем мире большое внимание уделяется изучению приливных устьев рек в связи с тем, что они являются фильтрами и накопителями разного рода загрязнений, поступающих с речным стоком. Это обуславливает значительную сложность процессов формирования качества устьевых вод, что, в свою очередь, вызывает большие затруднения при оценке их состояния и сохранения экологической безопасности.

Глава 3. Объекты и методы исследований

Объектом исследований служили сообщества дрожжеподобных грибов и сапрофитных бактерий воды устьевой области р. Северная Двина, сточных вод (СВ) Архангельского ЦБК и Соломбальского ЦБК. Район исследований представлен на рис.1. Наблюдения проводились на 28 станциях. За фоновую принята станция, расположенная в 30 км выше сброса Архангельского ЦБК. Пробы воды отбирали на малой воде в гидрологические сезоны: зимнюю межень, на спаде весеннего половодья, летнюю межень и осенью (перед ледоставом). Для получения информации о влиянии гидродинамических условий реки на распространение дрожжей проводился отбор проб воды в различные фазы приливно-отливного цикла. В период 2000-2003 гг. было отобрано 280 проб речной воды, 36 проб СВ АЦБК, 16 проб СВ СЦБК. Общее число анализов микробиологических показателей составило около 2500. Число определений микро- и макроморфологических признаков составило более 800, физиологических и биохимических признаков около 2400.

Воду для микробиологических анализов отбирали с борта катера стерильным бутылочным пробоотборником в стерильную посуду (Методические указания..., 1981; Кузнецов, Дубинина, 1989). Данные по физико-химическому состоянию вод за 2000-2001 гг. предоставлены Северным межрегиональным территориальным управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Физико-химический и гидробиологический анализ воды за 2002 г. проводился в лаборатории водных экосистем ИЭПС УрО РАН. Данные по содержанию грибов рода Candida за 1978-1979 гг. в воде реки Северная Двина и сточных водах Архангельского и Соломбальского ЦБК предоставлены научным руководителем д.м.н. Л.К. Добродеевой.

АЦБК 2

Рис. 1. Карта-схема района исследований (1-13 - номера постоянных станций отбора проб воды).

В пробах речной и сточных вод определяли численность дрожжеподобных грибов (ДГ), сапрофитных бактерий (СБ), вырастающих при 37°С и 20°С. Численность СБ определяли методом глубинного посева на сухом питательном агаре (СПА) (Методические указания..., 1981). Бактериологические показатели определяли для установления влияния поступления дрожжеподобных грибов в экосистему устья Северной Двины

на гетеротрофное сообщество микроорганизмов. Поскольку нас интересовали прежде всего дрожжи, применяемые в микробиологической промышленности, а они относятся к карбофильным, мезофильным микроорганизмам, и в гетеротрофном сообществе водной экосистемы вступают в конкуренцию по типу питания в основном с эвтрофными бактериями, то и относительное обилие дрожжей в гетеротрофном сообществе оценивали, сравнивая рост дрожжей с сапрофитными бактериями, вырастающими на богатой органическим веществом среде при 20°С и при 37 °С.

Определение количества дрожжеподобных грибов проводили в соответствие с методикой (Бабьева, Голубев, 1979) с нижеперечисленными модификациями. В качестве питательной среды использовалась среда Сабуро, производства фирмы "Hispanlab" следующего состава: декстроза -40 г, пептон - 10 г, агар - 15 г, вода дистиллированная - 1 л. Посевы инкубировали при комнатной температуре 18-20°С. Для подавления роста бактерий в среду добавляли левомицетин в количестве 100 мг/л. Предварительные опыты, проведенные с использованием сусло-агара, среды Чапека и Сабуро показали, что наиболее перспективной средой для выделения дрожжеподобных грибов из речной и сточных вод является среда Сабуро-декстрозный агар.

Структуру комплексов дрожжеподобных грибов анализировали на уровне таксономических групп дрожжей родового уровня. Для каждого проанализированного образца определяли общую численность дрожжей и относительное обилие каждого из выявленных родов, которое рассчитывали как процентное содержание от общего числа учитываемых таксонов. Морфологические, культуральные и физиологические свойства дрожжей проводили по методикам, описанным в руководстве (Бабьева, Голубев, 1979). Идентификацию проводили по данным определителя Lodder (1970).

Влияние биологического загрязнения на состояние природных комплексов дрожжеподобных грибов определяли по таксономическому разнообразию дрожжевых сообществ в биотопах с различной интенсивностью техногенного воздействия, которое оценивали по индексам разнообразия и выравненности Шеннона (Бигон, Харпер, Таунсенд, 1989).

В серии опытов проведено изучение выживаемости грибов рода Candida в речной воде в модельных водоемах. Оценка состояния микробной системы проводилась с помощью количественного учета сапрофитных бактерий и грибов рода Candida. Посевы проводили при постановке опыта и через сутки, в первый месяц - через 3-5 дней, в следующие месяцы - 2 раза в месяц. Наблюдения за выживаемостью дрожжей проводились в течение 4-х месяцев.

Все данные обработаны статистически с применением корреляционного, кластерного, однофакторного дисперсионного анализов (ОДА) с использованием программ Excel 97, Statistica 5.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 4. Содержание н таксономический состав дрожжеподобных грибов в сточных водах ЦБК

В главе представлены результаты исследования концентрации и таксономического состава дрожжеподобных грибов в сточных водах Архангельского ЦБК (рассеивающий выпуск (РВ), условно-чистый выпуск (УЧВ), усреднитель) и Соломбальского ЦБК.

Производство кормовых дрожжей на АЦБК осуществлялось с 1966 по 1997г., на Архангельском гидролизном заводе, сточные воды которого поступали на очистные сооружения СЦБК — с 1966 по 1995 г.

Исследования сточных вод АЦБК через 3-5 лет после прекращения производства кормовых дрожжей, выявили в 2000-2001 гг. незначительное снижение содержания грибов рода Candida в рассеивающем выпуске по сравнению с периодом активного функционирования производства (табл.1). В 2002 отмечается резкое уменьшение концентрации грибов. Тем не менее, содержание Candida в условно-чистом выпуске остается достаточно высоким и элиминации дрожжей на всех этапах очистки не происходит.

Таблица 1

Концентрация грибов рода Candida в сточных водах АЦБК и СЦБК, М±т,

тыс. КОЕ/л

Сточные воды 1978-1979г.г. 2000-2001 г 2002 г.

РВ АЦБК 500.0±100.0 386.8±74.5 24.0±3.0

УЧВ АЦБК 2089.11733.5 - 651.91227.4

Усреднитель АЦБК 5860.811517.1 3337.5±275.3 806.7±197.8

СВ СЦБК 22.8117.7 - 3.2±1.2

Сохранение жизнедеятельности дрожжей на очистных сооружениях АЦБК обусловлено поступлением со сточными водами благоприятного субстрата, содержащего легкоусвояемую органику. Как правило, формирование биоценозов активного ила складывается спонтанно и практически структура его в каждых конкретных очистных сооружениях является уникальной (Печуркин, 1990). По-видимому, на очистных сооружениях АЦБК сложился микробоценоз активного ила, в который вошли адаптированные к новым условиям дрожжи, которые использовались в качестве продуцентов кормового белка.

Численность дрожжей в сточных водах СЦБК, по сравнению со стоками АЦБК, была значительно ниже и составила в пруде-аэраторе, из которого стоки поступают через речку Хатарицу в протоку Кузнечиху -3.2±1.2 тыс. КОЕ/л (пределы колебаний от 1.00 до 9.00 тыс. КОЕ/л). Различие в содержании дрожжей в стоках АЦБК и СЦБК может быть объяснено технологическими особенностями очистки сточных вод. Стоки Архангельского гидролизного завода поступали на очистные сооружения СЦБК не сразу после производственного процесса, а через этап накопления в аэротенке и только после этого - на очистные сооружения СЦБК. На этапе

накопления сточных вод в аэротенке происходил процесс осаждения дрожжей.

Несмотря на высокую численность дрожжеподобных грибов в сточных водах, относительное обилие данных микроорганизмов в гетеротрофном микробоценозе сточных вод невелико и в среднем составляет в стоках АЦБК и СЦБК 0.04% и 0.004% соответственно.

Из сточных вод АЦБК и СЦБК были выделены дрожжи родов Candida, Trichosporon, Rhodotorula, Torulopsis, Cryptococcus (рис.2). Доминирующими в дрожжевых сообществах во всех сточных водах были грибы рода Candida, что свидетельствует о сохранении адаптированных промышленных штаммов на очистных сооружениях.

a Candida □ Cryptococaj»

■ Rhodotorula

■ Torulopsis BTnchosporon

■ Прочие

Рис. 2. Таксономический состав дрожжеподобных грибов в сточных водах ЦБК: 1 - РВ АЦБК, 2 - УЧВ АЦБК, 3 - СВ СЦБК.

Глава 5. Пространственное распределение и сезонная динамика дрожжеподобных грибов в воде устьевой области Северной Двины в условиях многолетнего микробиологического загрязнения

В главе представлены данные о горизонтальном, вертикальном распределении дрожжеподобных грибов в сравнении с сапрофитными бактериями, сезонной динамике численности изучаемых микроорганизмов, влиянии приливно-отливной деятельности на распространение микроорганизмов.

Изучение количественного содержания данных групп микроорганизмов в пробах воды устьевой области Северной Двины показало, что численность их сильно варьирует по станциям и зависит от источников загрязнения. Содержание дрожжеподобных грибов в воде реки колеблется в широких пределах от 0.4 тыс. КОЕ/л до 60.0 тыс. КОЕ/л (рис.3). Максимальные

величины численности дрожжей во много раз превосходят наблюдаемые многими авторами (Земская, Новожилова, 1980; Колесницкая, Максимова, 1982; Нечесов, Булгадаева, 1984; Максимова, Максимов, 1989; Kockova-Kratochvilova et al, 1989; Moráis, Resende et al, 1996) в пресноводных экосистемах, незагрязненных сточными водами, где содержание дрожжеподобных грибов составляет от десятков до сотен клеток на литр.

станция

Рис. 3. Распределение дрожжеподобных грибов в устьевой области

Северной Двины (средние данные за 2000-2002 гг.).

Наиболее высокие концентрации дрожжей в воде обнаружены вблизи предприятий, на которых осуществлялось производство кормового белка - в протоке Маймакса (от 4.5 до 60.0 тыс.КОЕ/л) (ст.Ю), где расположен Архангельский гидролизный завод, и в районе влияния сточных вод Архангельского ЦБК (от 5.5 до 39.8 тыс.КОЕ/л) (ст.З). Рассматривая различные компоненты гетеротрофного микробного сообщества, мы выявили, что в содержании сапрофитных бактерий в воде устья реки отмечены те же закономерности, что и для дрожжей - значительная амплитуда колебаний (СБ, 37°С 0.02-14.26 тыс.КОЕ/мл, СБ, 20°С 0.09-67.76 тыс.КОЕ/мл), обусловленная сезонной изменчивостью и зависимостью от источников загрязнения. Высокая вариабельность количественных показателей гетеротрофных микроорганизмов характерна для всех станций и зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются сезонная изменчивость, поступление аллохтонной органики и аллохтонной микрофлоры от источников загрязнения. Известно, что коммунально-бытовые и сточные воды, поступающие с биологических очистных сооружений (БОС) содержат значительное количество аллохтонной микрофлоры (Хуснаризанова, 1998). Вследствие нестабильности работы БОС, наибольшие колебания количественных показателей характерны для районов, находящихся под влиянием сточных вод (ст.З, 7,10,11,12).

В районе влияния стоков АЦБК содержание гетеротрофных микроорганизмов, в том числе и дрожжей, в пробах воды во время всего периода наблюдений было выше на левобережных станциях (ст. 3, 7) реки (рис.4) по сравнению со станциями, находящимися по правому берегу (ст. 5, 6). Это связано с тем, что сточные воды АЦБК во время отлива распространяются достаточно узкой полосой вдоль левого берега реки, не доходя даже до середины, что также было отмечено ранее в исследованиях В.Ф. Бреховских с соавт. (1997, 2000). Далее сточные воды попадают в Никольский рукав, не распространяясь в другие рукава.

¡¡¡25,00

3 ¿20,00 _ 2 А >-

6^15,0°

| =10,00 5 ш

5 2 здю

2 ода

ЛЙКэ ■

леаьй

правьй левый правый

колроль 0,5 0,5 1в

Расстояние от выпуска СВ АЦБК, км

|»СБ,37оС РСБ,20оС в Дрожки |

Рис. 4. Распространение дрожжеподобных грибов в сравнении с сапрофитными бактериями в воде устья Северной Двины в зависимости от близости к выпуску сточных вод АЦБК (средние данные за 2000-2002 гг.).

Так, в месте ответвления протоки Кузнечихи и Корабельного рукава, концентрация дрожжеподобных грибов не превышает 1.5 тыс. КОЕ/л. Различия между содержанием микроорганизмов на правом и левом берегу статистически достоверны, что подтверждается результатами однофакторного дисперсионного анализа (р<0.01-0.001). Полученные данные свидетельствуют о том, что сточные воды АЦБК являются источником микробиологического загрязнения воды Северной Двины. Со сточными водами в природные экосистемы поступают загрязняющие вещества, которые являются питательными веществами для микроорганизмов. При этом преимущественно развиваются те микроорганизмы, которые способны утилизировать поступающие вещества. Учитывая, что микроорганизмы обладают уникальной адаптационной способностью к неблагоприятным условиям окружающей среды, имеют огромный биохимический потенциал, который позволяет им использовать антропогенные загрязняющие вещества в качестве субстратов и источников энергии, возрастает роль аллохтонной микрофлоры в самоочищении водоемов.

Кластерный анализ подтвердил обнаруженные нами закономерности в пространственной организации исследуемого сообщества (рис.5). На диаграмме видно наличие трех групп станций, объединенных в кластеры, достоверно различающихся по параметрам микробоценоза.

С_1 С_2 С_4 С_5 С_6

с_а

С_8 С_11 С_12 С_7 С_10 С_3

0.0 0,2 0.4 0,6 0.8 1,0 1.2

Евклидово расстояние

Рис. 5. Кластерный анализ пространственной неоднородности дрожжеподобных грибов и сапрофитных бактерий в районе исследований (номера станций - см. рис.1).

Первая группа включает в себя станции, не подверженные прямому воздействию сточных вод и расположенные выше сброса, а также правобережные станции, вторая группа - станции дельты - вход в Маймаксу (ст.9), Никольский рукав (ст.8), Кузнечиха (ст.11) и станцию в районе г. Архангельска. Станции, находящиеся в зоне влияния СВ АЦБК (ст.З, 7), СЦБК (ст. 12) и в протоке Маймакса (ст.10), выделены в отдельные кластеры. Резко выделяется на фоне других станций район непосредственного влияния СВ АЦБК (ст.З), вносящий значительное микробиологическое загрязнение в экосистему реки.

1 р ы У • ■ ;

■

Северной Двины колеблется от 0.04 до 1.50%. На фоновой станции доля дрожжей составляет в среднем 0.28±0.04%. Наибольшие колебания относительного обилия дрожжей отмечены в протоке Маймакса и составляют от 0.15 % летом до 1.5% осенью. В отдельные периоды доля дрожжей в протоке Маймакса увеличивалась до 5.93% (июль 2002 г.). Увеличение относительного обилия дрожжей в гетеротрофном микробном сообществе свидетельствует о вторичных процессах, связанных с многолетним загрязнением.

Изучение вертикального распределения дрожжеподобных грибов в воде Северной Двины показало, что на фоновой станции их численность в поверхностном и придонном горизонтах отличается незначительно (табл.2). Другая закономерность наблюдается в районах, подверженных влиянию источников загрязнения.

Таблица 2

Вертикальное распределение дрожжеподобных грибов в устьевой области Северной Двины, тыс.КОЕ/л

Район Водные слои

исследований поверхностный придонный придонный с наилком

Контроль 0.40 0.30 0.50

4 км выше

сброса АЦБК 1.50 3.40 6.40

0.5 км ниже сброса

АЦБК, левый берег 6.80 12.40 1180.00

4 км ниже сброса

АЦБК, левый берег 5.30 4.00 6.00

35 км ниже

сброса АЦБК 3.20 1.50 2.20

пр. Маймакса

(п.Экономия) 20.50 29.40 78.60

В 4 км выше сброса (ст.2) численность ДГ в придонной воде увеличивается 2.3 раза, а в пробе воды, отобранной со взвесью соответственно в 4.3 раза. На этой станции сказывается влияние приливно-отливных течений, способствующих циркуляции аллохтонной микрофлоры сточных вод. В 0.5 км ниже выпуска СВ АЦБК (ст.З) в придонном горизонте также наблюдаются более высокие концентрации дрожжей. В придонных пробах с наилком и взвесью, концентрация дрожжей возрастает более, чем в 100 раз по сравнению с поверхностной водой и составляет более миллиона в литре. Причем все колонии, выросшие на питательной среде были одного морфологического типа, которые были отнесены к роду Candida. Увеличивается и относительное обилие дрожжеподобных грибов в гетеротрофном микробном сообществе до 3.58% в сравнении с поверхностной водой, что свидетельствует о накоплении их в донных

отложениях. В протоке Маймакса в поверхностном горизонте отмечены максимальные концентрации дрожжей по сравнению с другими станциями В придонной воде их содержание увеличивается 1.4 раза, в придонной воде с наилком и взвесью - в 3.8 раза. Полученные результаты свидетельствуют, что грибы рода Candida, использовавшиеся в качестве продуцентов кормового белка, адаптировавшись к условиям окружающей среды, заняли экологическую нишу в сообществах микроорганизмов донных отложений, которые становятся источником постоянного поступления данных микроорганизмов в воду, что особенно выражено в приливно-отливной зоне. Очевидно, что дрожжеподобные грибы способствуют самоочищению донных отложений, что особенно важно в условиях угнетения планктонных и бентосных сообществ на участках, непосредственно примыкающих к источникам загрязнения.

Оценка изменений в экосистеме устьевой области Северной Двины, произошедших в связи с прекращением производства кормового белка, проведена на основании сравнения полученных нами в период 2000-2002 гг. результатов с данными о содержании грибов рода Candida в воде реки за 1978-1979 гг. (Влияние технических..., 1980) в период активного функционирования производств на Архангельском гидролизном заводе и АЦБК. Произошло снижение численности грибов рода Candida в воде реки в 4-13 раз, несмотря на постоянное поступления в реку (табл.3). Однако уменьшение содержания грибов связано не столько с элиминацией их из окружающей среды, сколько со снижением объема поступающих в реку сточных вод и концентрации данных микроорганизмов в стоках.

Таблица 3

Концентрация дрожжеподобных грибов рода Candida в воде устьевой области Северной Двины, М±т, тыс. КОЕ/л

Район исследований 1978-1979 гт. 2000-2002 гг.

4 км выше сброса 5.72 ±1.80 0.90 ± 0.25*

18 км ниже сброса АЦБК, правый берег 3.98 ±2.81 0.70 ±0.10

18 км ниже сброса АЦБК, левый берег 55.95± 21.62 4.53 ±0.52*

Пр. Кузнечиха 4.31 ± 1.75 1.17 ±0.36

Примечание:

*- различия достоверны при 0.05 уровне значимости.

Исследование зависимости концентрации дрожжей в структуре гетеротрофной микрофлоры от гидрологического режима выявили горизонтальную и вертикальную неоднородность содержания гетеротрофных микроорганизмов (рис.б).

Рис. б.Содержание ДГ в сравнении с сапрофитными бактериями в воде устья Северной Двины зависимости от гидрологического режима: а) ДГ, б) СБ (37°С), в) СБ (20°С).

В пробах воды, отобранных со станций, подверженных загрязнению промышленными сточными водами, отмечены значительные колебания численности микроорганизмов в различные фазы приливно-отливного цикла. При этом характер распределения определяемых показателей различался в зависимости от источника загрязнения и гидродинамики вод. В фазе отлива более сильное техногенное влияние испытывают левобережные биотопы из-за расположенных на левом берегу предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (Архангельский и Соломбальский ЦБК). Во время смены направления приливных течений происходит перемешивание право- и левобережных вод (ст.6,7), вследствие чего правый берег Северной Двины испытывает влияние сточных вод АЦБК, правый берег протоки Кузнечиха (ст. 12) - влияние стоков СЦБК. Колебания численности микроорганизмов в зависимости от фаз приливно-отливного цикла по-разному проявляются в поверхностном и придонном горизонтах. Поверхностные слои обогащаются аллохтонным органическим веществом и микроорганизмами с береговым стоком, а придонные воды испытывают сильное влияние донных отложений.

В результате высокой гидродинамической активности из донных отложений идет поступление органического вещества и микрофлоры в воду, о чем свидетельствуют повышенные показатели численности микроорганизмов в придонных слоях воды (рис.7).

¡■отпив РШприлива В прилив I11/2 отлива

Рис. 7. Содержание дрожжеподобных грибов в воде пр. Маймакса (ст. 10) в зависимости от гидрологического режима.

Высокие концентрации дрожжей в придонном горизонте протоки Маймакса, увеличение их концентраций во время прилива, обусловленное взмучиванием донных отложений водными массами, свидетельствует о вторичных процессах, связанных с многолетним микробиологическим загрязнением и, кроме того, со сложными гидродинамическими условиями.

Сезонные колебания численности дрожжеподобных грибов по-разному проявляются в различных точках отбора проб воды и зависят от источника загрязнения. В районах, не подверженных прямому влиянию стоков,

выявлена сходная сезонная динамика (рис.8). Максимумы концентраций микроорганизмов, как правило, приходятся на весну и осень. Наибольшие значения численности исследуемой микрофлоры приходятся на осенний период, когда за счет отмирания фито- и зоопланктона образуется легкодоступное органическое вещество. Весенний максимум микроорганизмов обусловлен, вероятно, поступлением с талыми водами аллохтонного органического вещества и микрофлоры. Другая закономерность наблюдается в районах, находящихся под интенсивным техногенным воздействием. Особенно четко сезонная динамика выражена в отношении дрожжеподобных грибов на станциях, расположенных в непосредственной близости от источника загрязнения (ст. 3, 10). Здесь отмечаются зимний и летний максимумы численности, связанные, вероятнее всего, с уменьшением стока реки в меженные периоды, и, соответственно, снижением степени разбавления сточных вод, а также с отсутствием консументов зимой и благоприятным температурным режимом летом.

35 с 30

I 25Н

I 20

i«

I«

■

з- 5 О

---------24.7±11.4

10 <>+<)<)

26.7±14.9

^ Iii rJ

2 3 5 6 7 8 10 12 13

[■зима ■ весна В лето ■ осень I станция

Рис. 8.Сезонная динамика численности дрожжеподобных грибов в устьевой области Северной Двины (средние данные за 2000-2002 гг.).

В серии опытов проведено изучение выживаемости грибов рода Candida в модельных водоемах с речной водой. Р.Ф. Хуснаризанова (1998) показала, что собственная сапрофитная микрофлора водоема не вступает в конкурентные взаимоотношения с аллохтонной микрофлорой сточных вод. Наши исследования также выявили, что относительное обилие дрожжеподобных грибов слишком мало, чтобы повлиять на состояние автохтонной микрофлоры водоема. Поэтому наш эксперимент проводился с намеренно завышенной концентрацией грибов (30.4 и 5.4 тыс. КОЕ/мл) с целью возможного прогноза поведения данных микроорганизмов в окружающей среде и влияния на собственную микрофлору водоема. Динамика отмирания популяции Candida tropicalis в модельных водоемах имела сходный характер: некоторое увеличение численности к 5 дню наблюдений, затем резкое снижение к 8 дню инкубации в обоих водоемах.

Далее в течение месяца происходит медленное отмирание грибов, однако концентрация дрожжей в водоеме с меньшей дозой интродукции была в 11.513.6 раз выше. В последующий период наблюдения проявилась тенденция к стабилизации численности дрожжей и через 4 месяца их концентрация в аквариумах приблизилась к наблюдаемым в реке. Можно предположить, что стабилизация численности связана не только с простым переживанием дрожжей, но и динамическим равновесием процессов размножения и гибели, что свидетельствует о приспособленности данной популяции к обитанию в речной воде.

Изучение концентраций собственной микрофлоры водоема в модельных водоемах показало, что в природной воде в изменении содержания сапрофитной микрофлоры в контрольном аквариуме и в аквариуме с внесенными дрожжами выявлена сходная динамика. Однако в водоеме с дрожжами численность сапрофитных бактерий была достоверно ниже, чем в контроле (р<0.05-0.001). Внесение дрожжеподобных грибов в концентрации, превышающей численность сапрофитных бактерий в 2 раза, привело к угнетению развития эвтрофного бактериоценоза и снижению численности в среднем на 38.4% по сравнению с контролем.

Изучены корреляционные зависимости содержания дрожжеподобных грибов с абиотическими и биотическими факторами среды. Установлено, что взаимосвязи между содержанием дрожжей и факторами среды различны для условно чистых, загрязненных и расположенных в дельте реки станций. Согласно полученным данным, из всех учитываемых факторов наиболее значимым для дрожжей является содержание азота. На условно чистых станциях отмечена отрицательная корреляция с нитритным (г=-0.587, р<0.05) и нитратным азотом (1=-0.518, р<0.05), на загрязненных станциях -положительная с аммонийным азотом (г=0.605, р<0.01), в дельте реки - с нитратным азотом (г=-0.621, р<0.001). Значимая положительная связь выявлена с аллохтонными бактериями (г=0.614, р<0.001), что свидетельствует об общности факторов, обусловливающих их развитие. Отрицательная - с факультативными олиготрофными бактериями на чистых станциях (г=-0.572, р<0.05), а в районе влияния сточных вод - прямая взаимосвязь со всеми эколого-трофическими группами бактерий (г=0.493-0.535, р<0.001). Достоверных взаимосвязей с температурой, рН, минерализацией, содержанием кислорода не выявлено.

Глава 6. Таксономическая структура и биоразнообразие дрожжеподобных грибов в воде устьевой области Северной Двины в условиях микробиологического загрязнения

Для изучения влияния микробиологического загрязнения на состояние природных комплексов дрожжеподобных грибов нами была определена таксономическая структура дрожжеподобных грибов в биотопах с различной степенью антропогенного воздействия.

На фоновой станции преобладающими оказались пигментированные дрожжи, не сбраживающие сахара и не образующие мицелий - ЯкосЬ^гиШ,

относительное обилие которых в среднем составило 47.6%. Грибы родов Candida, Trichosporon не были обнаружены ни в одной из проб воды, отобранных на фоновой станции.

В воде загрязненных районов устьевой области Северной Двины доминировали грибы рода Candida (рис.9): вблизи АЦБК доля их составила в среднем 74.2%. Выделены также дрожжи рода Trichosporon, которые наряду с Candida входили в ассоциацию продуцентов белка. В протоках дельты -Маймаксе, на которой расположен гидролизный завод, и Кузнечихе, находящейся под влиянием сточных вод Соломбальского ЦБК, также доминантами оказались грибы рода Candida (56.2% и 45.5% соответственно), хотя доля их меньше, чем вблизи АЦБК. В дельте реки сказывается комплексное влияние внешних факторов, в том числе и терригенного стока и сложного гидрологического режима.

6 8%

12 3%

17 8%

0 9%

56 2%

5 4% 6 3%

17 9%

45 Ь°к

23.2%

1 8%

■ Candida dCryptococcus ■ Rhodotorula BTorulopsis ■Trichosporon ■ Прочие

Рис.9. Структура дрожжеподобных грибов воды устьевой области Северной Двины: 1 - контроль, 2 - 0,5 км ниже по течению от выброса сточных вод АЦБК, 3 - пр. Маймакса, 4 - пр. Кузнечиха

Анализ сезонного изменения таксономической структуры дрожжей позволил выявить общую закономерность для микробиологически загрязненных районов (ст.З, ст. 10) - уменьшение относительного обилия

грибов рода Candida в весенний период, хотя по гидродинамическим условиям эти районы различаются. Так, на ст.З доля Candida весной достигла своего минимального значения 55.3%, на ст.10 - 52.5%, сохраняя свое доминирующее положение. Снижение доли Candida обусловлено, вероятно, увеличением степени разбавления вод, перемешивания, поступления с болотными водами и поверхностным смывом дрожжеподобных грибов. В летнее-осенний период относительное обилие доминирующих дрожжей рода Candida увеличивается - вблизи АЦБК до 70.8% - 71.6%, в пр.Маймакса до 63.8% летом.

Таким образом, вследствие многолетнего загрязнения экосистемы устьевой области реки Северная Двина сточными водами, содержащими дрожжеподобные грибы, использовавшихся в качестве продуцентов кормового белка, произошла перестройка в структуре природных комплексов дрожжевой микрофлоры, которая проявилась в смене доминантов и изменении относительного обилия различных групп дрожжей. Дрожжевые сообщества района влияния АЦБК (ст.З) характеризовались более низким уровнем биоразнообразия и выравненности (Н=1.07, J=0.55) по сравнению с фоновой станцией (Н=1.29, J=0.94). Большим разнообразием отличались сообщества дрожжеподобных грибов районов с умеренным антропогенным влиянием. Это связано с поступлением дрожжевой микрофлоры и питательных субстратов со сточными водами и с терригенным потоком. Так, наиболее разнообразными были дрожжевые сообщества пр. Кузнечихи (Н=1.58, J=0.88).

Поступление дрожжеподобных грибов в экосистему устья Северной Двины не привело к необратимому изменению структуры естественного бактериоценоза данного района. Несмотря на относительно высокое содержание дрожжей в воде реки по сравнению с фоном, в данной концентрации они не конкурентоспособны по сравнению с автохтонной микрофлорой и не способны повлиять на ее активность вследствие невысокого относительного обилия в гетеротрофном микробном сообществе. Повышенные концентрации дрожжей, изменение таксономической структуры и естественных процессов развития нативной микрофлоры ограничено локальными зонами влияния источников загрязнения. Вместе с тем, локальные изменения состояния экосистем, не представляющие видимой опасности, накапливаясь, могут привести к кризисной ситуации -скачкообразному переходу в иное стационарное состояние. Исследования содержания промышленных штаммов микроорганизмов должны стать неотъемлемой частью экологического мониторинга водных экосистем, подвергающихся микробиологическому загрязнению.

Выводы

1. Устьевая область р.Северная Двина характеризуется повышенными концентрациями (до 60.0 тыс.КОЕ/л) дрожжеподобных грибов. Максимальные концентрации наблюдаются в районах промышленного микробиологического загрязнения.

2. Выделение дрожжеподобных грибов в стоках ЦБК продолжается до 7 лет после прекращения производства кормового белка; доминирование грибов рода Candida в сточных водах свидетельствует о сохранении жизнедеятельности промышленных штаммов на очистных сооружениях.

3. Грибы рода Candida сохраняются в донных отложениях реки в течение 7 лет после прекращения производства кормовых дрожжей; поддержание их жизнедеятельности обусловлено поступлением дрожжеподобных грибов и органических веществ со сточными водами.

4. Определяющими факторами, влияющими на количественный и качественный состав дрожжеподобных грибов, являются сточные воды ЦБК и гидродинамические особенности приливного участка реки, способствующие поступлению дрожжей из донных отложений в водные слои.

5. В районах, подверженных интенсивному техногенному воздействию, сезонная динамика численности дрожжей нарушается локально, что выражается в увеличении их концентрации в летнюю и зимнюю межень на участках влияния источников загрязнения.

6. Продолжительное, в течение 30 лет, загрязнение экосистемы устья реки сточными водами, содержащими дрожжеподобные грибы, вызвало изменение структуры природных комплексов дрожжевой микрофлоры: доминирующими в загрязненных районах являются грибы рода Candida, в чистых - Rhodotorula и Torulopsis.

1. Дрожжеподобные грибы не оказывают существенного влияния на состояние естественного гетеротрофного бактериоценоза Северной Двины вследствие незначительного относительного обилия в гетеротрофном сообществе воды (0.05-1.5%).

8. Установлена отрицательная корреляция концентрации дрожжеподобных грибов в воде с содержанием нитритного (г=-0.587, р<0.05) и нитратного азота (г=-0.518, р<0.05).

9. Популяция Candida tropicalis выживает в течение 4-х месяцев в модельных водоемах с речной водой. Внесение дрожжеподобных грибов в модельный водоем в концентрации, превышающей численность сапрофитных бактерий в 2 раза, приводит к угнетению развития эвтрофного бактериоценоза и снижению концентрации бактерий в среднем на 38.4% по сравнению с контролем.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Забелина С.А Микробиологическая индикация загрязнений р. Северной Двины в районе Архангельского ЦБК / Забелина С.А., Воробьева ТЛ. II Экология -98: Тез. докл. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 1998. С. 76-77.

2. Забелина С.А Микробиологические исследования р. Северной Двины в июле 1998 года / Воробьева ТЛ., Забелина С.А. // Матер, межд. конф «Геодинамика и геоэкология». Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 1999. С.58-59.

3. Забелина С.А Результаты микробиологического исследования реки Северной Двины в июле 1998 года / Кузнецов B.C., Забелина С.А., Воробьева Т.Я. // Сб.статей. «Экология Северной Двины». Архангельск, 1999. С.137-142.

4. Забелина С.А. Состояние планктонных сообществ устьевой области реки Северной Двины в зоне влияния Архангельского ЦБК / Забелина С.А., Тарасова H.A., Воробьева Т.Я. и др. // Поморье в Баренц- регионе на рубеже веков: экология, экономика, культура: Тез. докл. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2000. С. 82.

5. Забелина С.А. Распространение дрожжеподобных грибов в устьевой части р. Северной Двины // Матер, межд. конф. «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения». Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2002. Т.2. С. 361-365.

6. Забелина С.А. Динамика и структура дрожжеподобных грибов воды устьевой области Северной Двины // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера: Тез. докл. III (XXXVI) межд. конф. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2003. С. 34-35.

7. Забелина С.А. Аллохтонная микрофлора в зоне влияния Архангельского и Соломбальского ЦБК / Воробьева Т.Я., Забелина С.А. // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера: Тез. докл. III (XXXVI) межд. конф. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2003. С. 20.

8. Забелина С.А. Реакция гидробионтов различного трофического уровня экосистемы устьевой области реки Северной Двины на сточные воды Архангельского ЦБК / Воробьева ТЛ., Собко Е.И., Забелина С.А. и др. // Матер, всеросс. конф.: «Стратегия развития северных регионов России». 1819 ноября, 2003 г. Архангельск: Арх.филиал ИЭ УрО РАН, 2003. С.278-281.

9. Забелина С.А. Структура дрожжеподобных грибов устьевой области Северной Двины под влиянием биологического загрязнения / Забелина С.А., Добродеева JI.K. // Экология человека / Приложение. Матер, всеросс. конф. с межд. участием «Биологические аспекты экологии человека». №4. Т.1. С.183-185. Архангельск: СГМУ, 2004.

РЫБ Русский фонд

2006-4 13391

Сдано в произв. 19.09.2005. Подписано в печать 19.09.2005. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,2. Уч.-изд. л. 1,0. Заказ № 189. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии Архангельского государственного технического университета.

163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Забелина, Светлана Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И РОЛЬ ДРОЖЖЕПОДОБНЫХ

ГРИБОВ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ. г 1.1. Роль дрожжеподобных грибов в самоочищении природных экосистем.

1.2. Дрожжеподобные грибы в морских экосистемах.

1.3. Дрожжеподобные грибы в пресноводных экосистемах.

1.4. Содержание дрожжеподобных грибов в сточных водах.

1.5. Биологическое загрязнение окружающей среды.

Глава 2. КРАТКАЯ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ И ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ.

2.1. Питание, водный режим.

2.2. Гидрология.

2.3. Течения.

2.4. Гидрохимическая характеристика устьевой области

Северной Двины.

Глава 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 4. СОДЕРЖАНИЕ И ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДРОЖЖЕПОДОБНЫХ ГРИБОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ ЦБК.

4.1. Содержание дрожжеподобных грибов в сточных водах АЦБК

И СЦБК.

4.2. Таксономическая структура дрожжеподобных грибов в сточных водах АЦБК И СЦБК.

Глава 5. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ДРОЖЖЕПОДОБНЫХ ГРИБОВ В ВОДЕ УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ В УСЛОВИЯХ МНОГОЛЕТНЕГО МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ.

5.1. Пространственное распределение дрожжеподобных грибов в структуре гетеротрофной микрофлоры устьевой области

Северной Двины.

5.1.1, Горизонтальное распределение дрожжеподобных грибов в сравнении с сапрофитными бактериями.

5.1.2. Вертикальное распределение дрожжеподобных грибов в сравнении с сапрофитными бактериями.

5.2. Сезонная динамика численности дрожжеподобных грибов в структуре гетеротрофной микрофлоры.

5.3. Влияние гидрологического режима на распространение дрожжеподобных грибов в структуре гетеротрофной микрофлоры.

5.4. Выживаемость грибов рода Candida в речной воде в условиях эксперимента.

5.5. Влияние факторов среды на содержание дрожжеподобных грибов в воде устьевой области Северной Двины.

5.5.1. Гидрохимическая характеристика устьевой области Северной Двины в период исследований (2000-2002 гг).

5.5.2. Взаимосвязь содержания дрожжеподобных грибов с абиотическими и биотическими факторами среды.

Глава 6. ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И БИОРАЗНООБРАЗИЕ ДРОЖЖЕПОДОБНЫХ ГРИБОВ В ВОДЕ УСТЬЕВОЙ ОБЛАСТИ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫ В УСЛОВИЯХ

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ.

6.1 . Таксономическая структура дрожжеподобных грибов в воде устьевой области Северной Двины.

6.2. Биоразнообразие сообществ дрожжеподобных грибов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Состояние сообществ дрожжеподобных грибов устьевой области реки Северная Двина в условиях многолетнего микробиологического загрязнения"

Актуальность темы. В настоящее время все более актуальной становится проблема изменения окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Одним из таких факторов является биологическое загрязнение. Широкое применение микроорганизмов в биотехнологии приводит к поступлению в окружающую среду промышленных штаммов. В связи с увеличением объема продукции биотехнологии возрастает роль биологического компонента загрязнения окружающей среды (промышленные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности). В результате поступления выбросов предприятий биотехнологии в атмосферу и водную среду может произойти нарушение естественных микробоценозов, процессов самоочищения в почве и водных объектах, увеличение выживаемости патогенных микроорганизмов. Это представляет угрозу, как в эпидемиологическом отношении, так и в плане нарушения экологического равновесия в природных экосистемах.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

5. Установить выживаемость грибов рода Candida в речной воде.

Степень достоверности результатов исследований. Отбор и обработка проб проводились стандартизированными методами. Достоверность научных положений и выводов обеспечены использованием фактических материалов 4-летних экспедиционных работ лаборатории водных экосистем Института экологических проблем Севера УрО РАН, объемом обработанного материала (280 проб), применением современных методов исследования и анализа. Данные обрабатывались на персональном компьютере с помощью стандартных статистических программ. Это обеспечило объективную оценку достоверности полученных результатов.

Положения, выносимые на защиту.

2. Грибы рода Candida, используемые в качестве продуцентов кормового белка, заняли экологическую нишу в сообществах микроорганизмов донных отложений реки. Сохранению и поддержанию жизнедеятельности этих грибов в донных отложениях способствует поступление аллохтонных органических веществ и грибов со сточными водами.

3. Выявленные в период исследования уровни содержания в воде дрожжеподобных грибов не нарушают состояние естественного водного гетеротрофного бактериального сообщества.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации были представлены на молодежной конференции «Экология 1998» (Архангельск, 1998); Международной конференции «Геодинамика и геоэкология» (Архангельск, 1999); Международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз, ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002); Международной конференции «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера» (Сыктывкар, 2003); Всероссийской конференции «Стратегия развития северных регионов России» (Архангельск, 2003); Всероссийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека» (Архангельск, 2004). По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Организация исследований. Диссертационная работа выполнена в лаборатории водных экосистем Института экологических проблем Севера Архангельского научного центра Уральского отделения РАН. Данные за 2000-2003 гг. получены в процессе выполнения плановых тем НИР Института экологических проблем Севера УрО РАН «Абиотические факторы динамической устойчивости прибрежных экосистем окраинных морей Арктики (Белого и Баренцева)» (1996-2000 гг., регистрационный номер темы 01.960.00841) и «Основные факторы и процессы, влияющие на функционирование прибрежных экосистем окраинных морей Арктики (Белого, Баренцева)» (2001-2005 гг., регистрационный номер темы 01.200.112077). Микробиологические анализы проводились на базе лаборатории клинической микробиологии ГУ СМЦ им. Н.А. Семашко. Гидрохимический и гидробиологический анализы за 2002 г. выполнены в лаборатории водных экосистем ИЭПС УрО РАН. Архивные данные за период 2000 - 2001 г. предоставлены Северным межрегиональным территориальным управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей; среды, г. Архангельск. Данные по содержанию грибов рода Candida за 1978-1979 гг. в воде реки Северная Двина и сточных водах Архангельского и Соломбальского ЦБК предоставлены научным руководителем д.м.н. JI.K. Добродеевой.

Исследования велись при частичной финансовой поддержке ФЦП «Мировой океан», подпрограмма «Исследование природы Мирового океана», проект 5.15. «Комплексные исследования гидролого-экологического состояния устьев рек Российских Арктических морей. Оценка воздействия природных и антропогенных, чрезвычайных экологических ситуаций на эстуарии и прибрежные зоны».

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части в ■ге.ти^главах, включая описание объектов и методов исследования, заключения, выводов. Работа иллюстрирована 21 рисунком и 13 таблицами. Список литературы включает 185 источников, в том числе 58 - на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Забелина, Светлана Александровна

Выводы

5. В районах, подверженных интенсивному техногенному воздействию, сезонная динамика численности дрожжей нарушается; локально, что выражается в увеличении их концентрации в летнюю и зимнюю межень на участках влияния источников загрязнения.

7. Дрожжеподобные грибы не оказывают существенного влияния на состояние естественного гетеротрофного бактериоценоза Северной Двины вследствие незначительного относительного обилия в гетеротрофном сообществе воды (0.05-1.5%).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Устьевая область реки Северная Двина представляет собой водную экосистему, функционирующую в экстремальных условиях, с одной стороны - интенсивное антропогенное воздействие, с другой - устьевые области рек являются глобальным фильтром взвешенного и растворенного вещества, накопителями загрязняющих веществ (Лисицын, 2002). Кроме того, устье Северной Двины в течение 30 лет подвергалось микробиологическому загрязнению, обусловленному функционированием производств кормового белка. До настоящего времени влияние микробиологического загрязнения на экосистему устьевой области и на естественный водный микробоценоз не было изучено.

Нами изучены пространственное распределение и сезонная динамика дрожжеподобных грибов в структуре гетеротрофной микрофлоры воды устьевой области Северной Двины, включая районы с интенсивной антропогенной нагрузкой.

Район исследований характеризуется пространственной неоднородностью показателей гетеротрофной микрофлоры. Численность дрожжеподобных грибов и эвтрофных бактерий колеблется в широких пределах, но в целом в пространственном распределении для данных групп гетеротрофных микроорганизмов отмечается одна и та же закономерность. Содержание гетеротрофных бактерий во все годы наблюдений и во все сезоны было выше в пробах воды, отобранных на станциях, расположенных в зоне влияния ЦБК. Численность дрожжеподобных грибов в 2000-2002 гг. колеблется от 400 КОЕ/л до 60 тыс.КОЕ/л и зависит от близости к источнику загрязнения. Содержание дрожжей на всех станциях достоверно выше, чем на фоновой, расположенной в 30 км выше сброса сточных вод АЦБК. Максимальные концентрации дрожжей в воде обнаружены вблизи предприятий, на которых осуществлялось производство кормового белка - в протоке Маймакса (от 4.5 до 60.0 тыс.КОЕ/л), где расположен

Архангельский гидролизный завод, и в районе влияния сточных вод Архангельского ЦБК (от 5.5 до 39.8 тыс.КОЕ/л).

Исследования выявили неоднородность количественных и качественных показателей гетеротрофных микроорганизмов. Вертикальная неоднородность оказалась более выраженной в протоках дельты. По-видимому, такое распределение объясняется тем, что поверхностные слои обогащаются аллохтонным органическим веществом с береговым стоком, а придонные воды испытывают сильное влияние донных отложений. В гидродинамических условиях из осадков постоянно идет вынос органического вещества и микрофлоры, о чем свидетельствуют повышенные показатели численности микроорганизмов в придонном горизонте. Существенный вклад в разнообразие естественных состояний сообществ вносят сточные воды, терригенный сток. Часто именно эти воздействия приводят к нарушениям естественной цикличности физико-химических характеристик среды. Как правило, дискретный и в известной мере случайный характер таких воздействий затрудняет выявление прямых зависимостей между динамикой абиотических факторов среды и микрофлорой. В пробах воды, отобранных со станций, подверженных загрязнению промышленными сточными водами, отмечены значительные колебания численности микроорганизмов в различные фазы приливно-отливного цикла. При этом характер распределения определяемых показателей различался в зависимости от источника загрязнения и гидродинамики вод. В фазе отлива более сильное техногенное влияние испытывают левобережные биотопы из-за расположенных на левом берегу предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (Архангельский и Соломбальский ЦБК). Во время смены направления течений происходит перемешивание право- и левобережных вод, вследствие чего правый берег Северной Двины испытывает влияние сточных вод АЦБК, правый берег протоки Кузнечихи - влияние стоков СЦБК.

Наши исследования позволили установить, что грибы рода Candida, использовавшиеся в качестве продуцентов кормового белка, адаптировавшись к условиям окружающей среды, заняли экологическую нишу в сообществах микроорганизмов донных отложений, которые становятся источником постоянного поступления данных микроорганизмов в воду, что особенно выражено в приливно-отливной зоне. В придонных пробах с наилком и взвесью, концентрация дрожжей возрастает более, чем в 100 раз по сравнению с поверхностной водой и составляет более миллиона в литре. Причем все колонии, выросшие на питательной среде были одного морфологического типа, которые были отнесены к роду Candida. Увеличивается и относительное обилие дрожжеподобных грибов в гетеротрофном микробном сообществе до 3.58% в сравнении с поверхностной водой, что подтверждает их накопление в донных отложениях. В протоке Маймакса в поверхностном горизонте отмечены максимальные концентрации дрожжей по сравнению с другими станциями. В придонной воде их содержание увеличивается 1.4 раза, в придонной воде с наилком и взвесью - в 3.8 раза. Поступление аллохтонной органики со сточными водами способствует поддержанию жизнедеятельности дрожжей в донных отложениях в непосредственной близости от источников поступления данных микроорганизмов. Данный факт, по нашему мнению, можно считать положительным с экологической точки зрения, так как дрожжеподобные грибы являются деструкторами органического вещества и вводят загрязняющие вещества антропогенного происхождения в естественный круговорот веществ. В природных экосистемах каждый вид сообщества выполняет строго определенную роль по стабилизации окружающей среды. Со сточными водами в природные экосистемы поступают загрязняющие вещества, которые являются питательными веществами для микроорганизмов. При этом преимущественно развиваются те микроорганизмы, которые способны утилизировать поступающие вещества. Очевидно, что дрожжеподобные грибы способствуют самоочищению донных отложений, что особенно важно в условиях угнетения планктонных и бентосных сообществ на участках, непосредственно примыкающих к источникам загрязнения.

Несмотря на относительно высокое содержание дрожжей в воде устьевой области по сравнению с чистыми районами, в данной концентрации они не конкурентоспособны с автохтонной микрофлорой и не способны повлиять на ее активность вследствие невысокого относительного обилия (0.05-1.5%) в гетеротрофном микробном сообществе. В целом, устьевая область Северной Двины характеризуется достаточно активным гетеротрофным микробным сообществом. Учитывая, что микроорганизмы обладают уникальной адаптационной способностью к неблагоприятным условиям окружающей среды, имеют огромный биохимический потенциал, который позволяет им использовать антропогенные загрязняющие вещества в качестве субстратов и источников энергии, возрастает роль аллохтонной микрофлоры в самоочищении водоемов.

По сравнению с периодом активного функционирования производства кормового белка (1978-1979 гг.) в воде устьевой области Северной Двины произошло уменьшение численности грибов рода Candida, несмотря на постоянное их поступление со стоками в воду реки. В то же время, это обусловлено не элиминацией данных микроорганизмов из экосистемы, а уменьшением объема поступающих в реку сточных вод и концентрации данных микроорганизмов в стоках. По сведениям Р.Ф. Хуснаризановой (1998), деятельность биологических очистных сооружений нарушает не только ход микробиологических процессов, протекающих в водоеме, но и изменяет свойства микрофлоры, приводит к повышению их устойчивости к факторам внешней среды. Действие химических веществ, входящих в состав сточных вод, может вызвать изменение биологических свойств и факторов вирулентности патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. По данным P.P. Antley, K.C. Hazen (1988), С. albicans, выращенная при комнатной температуре, более вирулентна для мышей, чем выращенная при температуре 37°С.

Вследствие многолетнего загрязнения устья и дельты реки сточными водами, содержащими дрожжеподобные грибы, использовавшихся в качестве продуцентов кормового белка, произошла перестройка в структуре природных комплексов дрожжевой микрофлоры, которая проявилась в смене доминантов и изменении относительного обилия различных групп дрожжей. В районе влияния источников загрязнения отмечено доминирование грибов рода Candida, в чистых - Rhodotorula и Torulopsis. Дрожжевые сообщества района влияния АЦБК (ст.З) характеризовались более низким уровнем биоразнообразия и выравненное™ (Н=1.07, J=0.55) по сравнению с фоновой станцией (Н=1.29, J=0.94). Большим разнообразием отличались сообщества дрожжеподобных грибов районов с умеренным антропогенным влиянием. Это связано с поступлением дрожжевой микрофлоры и питательных субстратов со сточными водами и с терригенным потоком. Так, наиболее разнообразными были дрожжевые сообщества пр. Кузнечихи. Индекс Шеннона составил здесь в среднем 1.58, индекс выравненности сообществ был несколько ниже (J=0.82-0.93), чем на фоновой станции, но значительно выше, чем вблизи Архангельского ЦБК.

В целом, многолетнее поступление дрожжеподобных грибов в экосистему устья Северной Двины не привело к необратимому изменению структуры естественного бактериоценоза данного района. Повышенные концентрации дрожжей и некоторое нарушение естественных процессов развития нативной микрофлоры ограничены локальными зонами влияния источников загрязнения. К таким локальным зонам относятся достаточно узкая полоса вдоль левого берега Северной Двины ниже по течению сброса сточных вод АЦБК и протока Маймакса в районе порта Экономия.

Доля дрожжеподобных грибов в гетеротрофном микробоценозе достоверно увеличилась лишь в протоке Маймакса (1.5%) на участке, где, по-видимому, произошло накопление аллохтонной органики и дрожжеподобных грибов, обусловленное особенностями морфологии протоки и гидрологическим режимом. По данным H.J1. Тютеньковой (1971), в Бухтарминском водохранилище доля дрожжей составляет лишь 0.05-0.14% от численности бактерий.

Вместе с тем, локальные изменения- состояния экосистем, не представляющие видимой опасности, накапливаясь, могут привести ее к кризисной ситуации - скачкообразному переходу в иное стационарное состояние. Причиной такого кризиса будет вся совокупность антропогенных воздействий, вплоть до незначительных проявлений. Исследования содержания промышленных штаммов микроорганизмов должны стать неотъемлемой частью экологического мониторинга водных экосистем, подвергающихся микробиологическому загрязнению.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Забелина, Светлана Александровна, Архангельск

1. Артемова Т.З. К вопросу о санитарно-бактериологической оценке качества воды открытых водоемов // Гигиена и санитария, 1971. №7. С. 23-27.

2. Артемчук Н.Я. Микофлора морей СССР. М.: Наука, 1981. 192 с.

3. Бабьева И.П., Голубев В.И. Методы выделения и идентификации дрожжей. М.: Пищ. пром. 1979.120 с.

4. Бажукова Т.А. Распространенность и этиологическая значимость грибов рода Candida в экстремальных техногенных зонах Европейского Севера. Дисс. .д.м.н. Архангельск, 1996.241 с.

5. Бигон М., Харпер Д., Таунсенд К. Экология: особи, популяции и сообщества. М.: Мир, 1989. Т. 1. 667 с. Т. 2. 477 с.

6. Билай В.И. Основы общей микологии. Киев: Выща шк., 1989. 389 с.

7. Бреховских В.Ф., Былиняк Ю.А., Перекальский В.М. Моделирование процесса распространения загрязняющих веществ в Северной Двине // Вод. ресурсы, 2000. Т.27. № 5. С.574-578.

8. Бреховских В.Ф., Волкова З.В., Колесниченко Н.Н. Проблемы качества поверхностных вод в бассейне Северной Двины. М: Наука, 2003. 233 с.

9. Бреховских В.Ф., Дебольская Е.И., Дебольский В.К., Мордасов М.А. Исследование процессов распространения загрязняющих веществ в приливных устьях рек // Вод. ресурсы, 1997. Т.24. № 5. С.532-536.

10. Бреховских В.Ф., Овечкина Н.М. Режим растворенных в воде органических веществ в устьевой части Северной Двины // Вод. ресурсы, 1988. №2. С.87-98.

11. Бухарин О.В., Литвин В.Ю. Патогенные бактерии в природных экосистемах. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 277 с.

12. Варданян Г.С. Видовой состав и количественное распределение бактериальной и грибной флоры озера Севан и впадающих в него рек. Автореф. дисс.к.б.н. Абовян, 1988. 21 с.

13. Варданян Г.С. Численность гетеротрофных бактерий, дрожжей и мицелиальных грибов в основных притоках оз. Севан / Всесоюзн. совещ. по лимнологии горных водоемов. Тез. докл. Ереван: изд-во АН Арм.ССР, 1984. С. 35-36.

14. Влияние технических сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности на бактериальное загрязнение Северной Двины // Отчет о результатах исследования по хоз. договорной теме с АЦБК (Рук. JI.K. Добродеева). Архангельск, 1980. 110 с.

15. Влодавец В.В., Мойсеенко Н.Н. Санитарно-микробиологический контроль морской воды в условиях ее микробиологического загрязнения. Гигиена и санитария, 1993. № 6. с. 13—16.

16. Воробьева Т.Я., Забелина С.А. Микробиологические исследования р. Северной Двины в июле 1998 г. // Геодинамика и геоэкология: Тез. докл. Архангельск, ИЭПС УрО РАН, 1999. С. 58-59.

17. Гидрология устьевой области Северной Двины / Под ред. Зотина М.И., Михайлова В.Н. М.: Гидрометеоиздат, 1965. 376 с.

18. Гоман Г.А., Дрюккер В.В., Федорова О.В., Афанасьев В.А. Сезонная динамика и пространственное распределение физиологических групп микроорганизмов // Структура и функционирование сообществ водных микроорганизмов. Новосибирск. Наука, 1986. С. 101-108.

19. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука, 1977.288 с.

20. Горшков В.Г. Физические и биологические основы устойчивости жизни. М.: ВИНИТИ, 1995.472 с.

21. Гузев B.C., Левин С.В., Селекций Г.И., Бабьева и др. Роль почвенной; микробиоты в рекультивации нефтезагрязненных почв // Микроорганизмы и охрана почв / под ред. Звягинцева Д.Г. М.: Изд-во МГУ, 1989. С. 129149.

22. Дзюбан А.Н. Бактериопланктон и бактериобентос некоторых припойменных озер низовья реки Амур // Микробиология. 2002. Т.71. №4. с. 550-557.

23. Добровольская! Т.Г., Чернов И.Ю., Звягинцев Д.Г. О показателях структуры бактериальных сообществ // Микробиология. 1997. Т.66. №3: с. 408-414.

24. Дрюккер В.В. Численность и распределение гетеротрофных микроорганизмов в Хантайском водохранилище в 1981 г. В кн.: Проблемы экологии Прибайкалья. 4.2. Мониторинг бактериального и растительного населения водоемов. Иркутск, 1982. С. 32—33.

25. Ежегодные данные о качестве поверхностных вод суши 2000-2001 гг. Государственный водный кадастр. Раздел 1. (28) РФ Выпуск 8, 23х. Бассейны рек на территории Архангельской, Вологодской областей и республики Коми, Архангельск, 2001-2002.

26. Жарова Т.В., Беляев В.Д., Благушин В.Ф., Каменный В.И. Способ биохимической очистки сточных вод. А.с. СССР. № 550347.

27. Жизнь растений / под ред. А.А. Федорова, 1976. Т.2. 480 с.

28. Жмур Н.С. Биоценотические изменения активного ила, функционирующего в условиях экстремального антропогенного воздействия. Автореф. дисс.д.б.н. Москва, 2000.

29. Забелина С.А. Распространение дрожжеподобных грибов в устьевой части р. Северной Двины // Матер, межд. конф. «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения». Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2002. Т.2. С. 361-365.

30. Забелина С.А. Динамика и структура дрожжеподобных грибов воды устьевой области Северной Двины // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера: Тез. докл. Ill (XXXVI) межд. конф. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 2003. С. 34-35.

31. Забелина С.А., Воробьева Т.Я. Микробиологиеская индикация загрязнений р. Северной Двины в районе Архангельского ЦБК // Экология -98: Тез докл. Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 1998. С. 76-77.

32. Зайцев Г.Н. Математический анализ биологических данных. М.: Наука, 1991. 183 с.

33. Зелезинская JI.M. О микроскопических грибах прибрежных биотопов Одесского залива и некоторых лиманов // Гидробиол. журн., 1980. т. 16. № 1.С.20- 25.

34. Земская Т.Н., Новожилова М.И. Видовой состав и биохимические свойства дрожжей из воды Братского водохранилища // Микробиология. 1980.T.19. вып. 1. с.130—133.

35. Земская Т.Н. Бактериопланктон и дрожжи Иркутского водохранилища в 1980 г. // Экологические аспекты водной микробиологии. Новосибирск: Наука, 1984. С. 43-52.

36. Земская Т.И., Дрюкер В.В. Дрожжи Енисея. Красноярского и Хантайского водохранилищ // Структура и функционирование сообществ водных микроорганизмов. Новосибирск. Наука, 1986. С. 221-224.

37. Инжебейкин Ю И., Лупачев Ю.В. О взаимодействии реки и моря в устьевых экосистемах Европейского Севера России // Литосфера и гидросфера Европейского Севера России. Екатеринбург, 2001. С.259-287.

38. Инкина Г.Л. Гетеротрофная активность бактериопланктона как показатель самоочистительной способности вод. / Экологические аспекты водной микробиологии. Новосибирск: Наука, 1984. С. 99-103.

39. Каргатова Т.В., Максимова Е.Е., Попова Л.Ю. Сосуществование трансгенного штамма Escherichia coli с природными микроорганизмами при совместной интродукции в водные микрокосмы // Микробиология, 2001. Т.70. №2. С. 253-258.

40. Киреева Н.А. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах. Уфа: Изд-во Башкирск. Гос. Ун-та, 1995. 172 с.

41. Квасников Е.И. Микроорганизмы деструкторы нефти в водных бассейнах. Киев: Hay к. думка, 1981. 131с.

42. Квасников Е.И., Нагорная С.С., Куберская С.Л. Дрожжи воды реки Днепр // Микробиол. Журнал, 1982.Т. 44. № 1. С. 42-45.

43. Квасников Е.И., Смирнова Г.Ф., Клюшникова Т.М., Куберская С.Л. Особенности распространения бактерий, вызывающих биодеградацию нефти в Днепре // Микробиол. Журнал, 1981.Т. 43. № 3. С. 40-44.

44. Кожевин П.А. Микробные популяции в природе. М.: Изд-во МГУ, 1989. 170 с.

45. Кожевин П.А., Кочкина Г.А., Кириллова Н.П. и др. Загрязнение почв дрожжами Candida guilliermonclii II Почвоведение, 1982. №11. С.67-71.

46. Колесницкая Г.Н., Максимова Э.А. Видовой состав дрожжей в водах Южного Байкала// Микробиология, 1982. Т.51. вып.З. С. 501-506.

47. Колло P.M. Гигиена труда в гидролизно-дрожжевых производствах. Автореф. дисс.д.м.н. Л., 1975. 29 с.

48. Коровин Л.К. Аэробная биологическая очистка сточных вод ЦБП. Автореф. дисс.д.б.н. Москва. МГУ, 2000. 69 с.

49. Королев А.А., Кучма В.Р., Гильденскольд С.Р., Винокур И.Л. Оценка риска ухудшения состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды // Гигиена и санитария, 1994. №2. С. 11-13

50. Королик В.В., Остроголовый В.М. Изучение воздействия Ps.aurantiaca на микробиоценоз и процессы самоочищения почвы // Гигиена и санитария, 1993. № 3. с. 18—20.

51. Корчак Г.И. Санитарно-показательное значение содержания микроорганизмов рода Candida в воде морских пляжей // Гигиена и санитария, 1992. № 1. С. 15—18.

52. Корш JI.E., Артемова Т.З. Ускоренные методы санитарно-бактериологического исследования воды. М.: Медицина, 1978. 272 с.

53. КриссА.Е., Новожилова М.И. Являются ли дрожжевые организмы обитателями морей и океанов // Микробиология, 1954. Т.23. вып.6. С.669-672.

54. Кузнецов B.C., Забелина С.А., Воробьева Т.Я. Результаты микробиологического исследования реки Северной Двины в июле 1998 года// Экология Северной Двины. Архангельск, 1999. С. 137-142.

55. Кузнецов B.C., Каплин В.Т. Сток органических веществ реками бассейна Северной Двины. // Гидрохим. матер., 1986. Т. XI. С.3-10.

56. Кузнецов B.C., Мискевич И.В., Зайцева Г.Б. Гидрохимическая характеристика крупных рек бассейна Северной Двины. JL: Гидро-метеоиздат, 1991. 196 с.

57. Кузнецов С.И. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в озерах. М. Изд-во АН СССР. 1952. 300с.

58. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 286 с.

59. Куличевская И.С., Гузев B.C., Паников Н.С. Популяционная динамика углеводородокисляющих дрожжей интродуцированных в нефтезагрязненную почву // Микробиология, 1995. Т.64. № 5. С. 668-673.

60. Левон А.В. Контаминирующие микроорганизмы микробиологических производств. Киев: Киев, технол. ин-т. пищ. пром, 1990.19 с.

61. Липец Ю.Г. Экстремальность в статике и динамике регионального развития. / Экстремальные районы: вопросы хоз. освоения и структ. сдвигов. УрО РАН. Сыктывкар, 1991. С. 6—12.

62. Лисицын А.П. Маргинальные фильтры Арктики // Матер, межд. конф. «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения». Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2002. Т.1. С. 2427.

63. Лисичкина Г.А., Бабьева И.П., Сорокин Д.Ю. Алкалотолерантные дрожжи из природных биотопов // Микробиология, 2003. Т.72. № 5. С. 695-698.

64. Максимов В.В., Щетинина Е.В., Крайкивская О.В. и др. Структура микробиоценозов и их активность как основа классификации и мониторинга состояния речных и приустьевых локальных экосистем Байкала // Микробиология, 2002. Т.71. № 5. С. 690-696

65. Максимова Э.А., Максимов В.Н. Специфика и роль дрожжевых микроорганизмов в микробных сообществах Байкала // Микробиология вод Байкала. Изд-во Иркутского ун-та, 1989. С.98-106.

66. Максимова Э.А., Максимов В.Н., Колесницкая Г.Н. Количество дрожжей в воде южного Байкала в течение года // Микробиология, 1982. Т.51. № 5.

67. Мартынова М.В. Еще раз о структурном подходе к анализу эмпирических данных // Водные ресурсы, 2002. Т.29. № 6. С. 762-764.

68. Методические указания. Микробиологические методы исследования. МУК 4.2.1018-01. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2001. 36 с.

69. Методические указания. Охрана природы. Гидросфера. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Роскомгидромета. С-Пб, 1992.

70. Методические указания по санитарно-микробиологическому анализу воды поверхностных водоемов. М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 1981. 36 с.

71. Методы гидрохимических исследований основных биогенных элементов / Под ред. Сапожникова. М.: ВНИРО, 1988. 119 с.

72. Методы почвенной микробиологии и биохимии // Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.

73. Мирчинк Г.Г., Бабьева И.П. Грибы, образующие мицелий и дрожжи в природных экосистемах // Журн. общей биологии, 1981. Т.42. С. 390-398.

74. Мискевич И.В., Боголицын К.Г. Гидрохимия приливных устьев рек: методы расчетов и прогнозирования. Архангельск, 2001. 125 с.

75. Митчелл Р. Экологический контроль нарушений микробного равновесия / Микробиология загрязненных вод. М.: Медицина, 1976. С. 226-239.

76. Михайленко JI.E., Хороших Л.А., Багнюк Л.И. и др. Микробиологическая характеристика верхнего участка Днепра // Водные ресурсы, 1995. Т.22. №3. с. 292-298.

77. Мосевич М.В. Методические указания по микробиологическим исследованиям при изучении загрязнения водоемов. Л.: ГОСНИОРХ, 1975. 20 с.

78. Немыря В.И., Влодавец В.В. Охрана окружающей среды от выбросов микробиологической промышленности. М, 1979. 142 с.

79. Нечесов И.А., Булгадаева Р.В. Несовершенные дрожжи Прибайкальского участка зоны БАМ // Экологические аспекты водной микробиологии. Новосибирск: Наука, 1984. С. 52-65.

80. Никитин Д.И., Никитина Э.С. Процессы самоочищения окружающей среды и паразиты бактерий. М.: Наука, 1978. 203 с.

81. Новиков Ю.В., Комзолова Н.Б. Значение Pseudomonas aeruginosa при комплексной санитарно-микробиологической оценке качества воды северных рек. Вестн. АМН СССР, 1989. № 9. с. 55—60.

82. Новожилова М.И. Аспорогенные дрожжи и их роль в водоемах. Алма-Ата: Наука, 1979. 199 с.

83. Новожилова М.И. Нефтеокисляющие микроорганизмы как индикаторы нефтяных загрязнений в водоемах и их роль в самоочищении воды // Вестн. АН Каз.ССР, 1975. №8. С.27-32.

84. Новожилова М.И. Современное состояние микологических исследований водоемов // Структура и функционирование сообществ водных микроорганизмов. Новосибирск: Наука. Сиб.отд, 1986. С.205-211.

85. Новожилова М.И., Попова JI.E. Дрожжи Гвинейского залива // Тр. Ин-та океанологии, 1973. Т.95. С. 168.

86. Новожилова М.И., Кожова О.М., Путятина Т.М., Трямкина Н.Ф. Дрожжи озера Байкал // Гидробиол. и ихтиол, исслед. в Восточной Сибири. Иркутск, 1979. С. 108-117.

87. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т. 1. 328 с. Т.2. 376 с.

88. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. М.: Изд-во МГУ, 1986. 176 с.

89. Остроумов С.А. Концепция водной биоты как лабильного и уязвимого звена системы самоочищения воды // ДАН, 2000. Т.372 № 2. С. 279-282

90. Остроумов С.А. Сохранение биоразнообразия и качество воды: роль обратных связей в экосистемах // ДАН, 2002. Т.382 № 1. С. 138-141.

91. Охрана окружающей среды за 1976-1980 гг. Статистический сборник. Архангельск, 1981. 63 с.

92. Падалкин В.П., Пивоваров Ю.П. О значении биологического фактора в загрязнении окружающей среды. // Гигиена и санитария, 1980. № 7. С. 813.

93. Печуркин Н,С., Брильков А.В., Марченкова Т.В. Популяционные аспекты биотехнологии. Новосибирск: Наука. СО, 1990. 176 с.

94. Пивоваров Ю.П., Алексеев С.В. Технический прогресс и биотехнология: гигиенические и экологические проблемы // Гигиена и санитария, 1991. № 12. с. 6—11.

95. Погорельская С.А., Макеева Н.В., Макарова И.Б. Высеваемость грибов рода Candida со слизистой носоглотки у контактирующих с продуктами производства микробного белка // ЖМЭИ, 1991. №3. С.24-26.

96. Полякова И.Н. Распределение микроорганизмов, окисляющих углеводороды, в воде Невской губы. Микробиология, 1969. Т.31. № 6. С. 872-876.

97. Родина А.Г. Распределение дрожжевых и дрожжеподобных грибков в озерах // Микробиология, 1950. т. 19. С.44-47.

98. Розанова Е.П., Новожилова М.И. Количественное распределение и видовой состав дрожжей Рыбинского водохранилища // Микробиология, 1958. Т.27. вып.З. С. 371-376.

99. Романенко В.И. Микробиологические процессы в водохранилищах различных типов. Автореф. дисс.к.б.н. М, 1964. 20 с.

100. Романенко В.И. Микробиологические процессы продукции и деструкции органического вещества во внутренних водоемах. JL: Наука, 1985.295с.

101. Романенко В.И. Микроорганизмы воды и грунтов. // В кн.: Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М, 1975. С. 51-59.

102. Рубенчик Л.И. Микроорганизмы биологические индикаторы. Киев: Наук, думка, 1972.

103. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем. Под ред. д.б.н. В.Л. Абакумова // С.-Пб.: Гидрометеоиздат, 1992.318 с.

104. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. JL: Гидрометеоиздат, 1977. 542 с.

105. Рыбак В.К., Овчарова Е.П., Коваль Э.З. Микрофлора почвы, загрязненной нефтью // Микробиол. журн, 1984. Т.46. №4. С.29-32.

106. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации, 2000. 20 с.

107. Сафьянов Г.А Эстуарии. М.: Мысль, 1987. 189 с.

108. Сомов Г.П. Новые аспекты экологии внеорганизменных популяций патогенных микроорганизмов // Вестник РАМН, 1994. №7. С.45-49.

109. Состояние и охрана окружающей природной среды Архангельской области в 1979-2001 году. Доклад. Архангельский областной комитет. Архангельск, 1980-2002.

110. Станкевич Д.С. Микроорганизмы деструкторы нефтепродуктов в почве и их использование // Микробиология и биотехнология на рубеже 21 столетия. Матер, межд. конф. Минск, 2000. С. 214-215.

111. Стомахина Н.В. Аллергические свойства микроорганизмов грибкового происхождения // Гигиена и санитария, 1985. №7. С. 46-48.

112. Тарасов М.Н. Вопросы исследования и прогнозирования загрязненности рек // Гидрохим. материалы, 1977. Т.67. С.3-114.

113. Тимук О.Е. Дрожжи залива Кара-Богаз-Гол // Изв. ЛН Турк.ССР. Сер. Биол, 1972. №5. С.41-43.

114. Тютенькова H.JI. Дрожжевая микрофлора Бухтарминского водохранилища. Автореф. дисс.к.б.н. Алма-Ата, 1971. 26 с.

115. Хуснаризанова Р.Ф. Микробиологическая оценка состояния водоема в результате деятельности биологических очистных сооружений г.Уфы. Автореф. дисс.к.б.н. Уфа, 1998.22 с.

116. Шлейкин А.Г., Нечаев В.В., Шляхецкий Н.С. Особенности гигиенической ситуации в районах расположения микробиологических производств. С-Пб., 1992. с. 187—189.

117. Экологические риски: проблемы, решения / Под ред. К.Г. Боголицына, B.C. Кузнецова. Архангельск, 2003. 270 с.

118. Abu-Elteen К.Н., Abderrahman S. Sallal A. Isolation of Candida species from domestic sewage in Jordan // Oytobios, 1997.90.№ 360. P. 41-45.

119. Ahdes P., Eriksson K. Progress industrial microbiology, 1978.

120. Ahearn D.G., Meyers S.P. The role of fungi in the decomposition of hydrocarbons in the marine environment. In: Applied Science. V.2.L.1972.

121. Alexander M. Microbiol.ecology. N.Y.: Acad.press.,1971. 480 p

122. Antley P.P., Hazen K.C. Role of yeast cell growth temperature on Candida albicans virulence in mice // Infect.immun, 1988. V.56. №1 l.P.2884-2890.

123. Bab'eva LP., Chernov I.Yu. Geographical aspects of yeasts ecology // Phisiol. Gen. Biol.Rev, 1995. V.9. Part3. Ecological microbiology. P. 1-54.

124. Beata-Hall Z., CoelhoP.S., PenedaM.S. Microbiological study of the Lavos coast Portugal: Water Microbiol. Bringhton, 19—21 July. Water Sci. and Technol., 1989. 21. № 3. p. 251—253.

125. Borovick R.V., Zharikov G.A., Kapranov V.V. Strain of Hansenulla californica yeast used for the decomposition of polychlorinated biphenyls / Research Center for Toxicology and Hygienic Regulation of Biopreparation. № 09/601509, 2001.

126. Borut S.Y., Johnson T.W. Some biological observation on fungi in estuarine sediments // Mycology, 1962. 54. № 2. P. 181-182.

127. Cerniglia C.E., Sutherland J.B., Crow S.A. Fungal metabolism of aromatic hydrocarbons // Microbial degradation of natural products. VCN Press. Weinheim, 1992. P, 193-217.

128. Connell J.H. Diversity in tropical rainforests and coral reefs // Science. 1978. V.199. P. 1302-1310.

129. Ekunbayo C. A. Fungi, with particular emphasis on human-pathogenic species from the Lknoba River Nigeria // Microbiol. Zett., 1983. V.22. №6. P. 71-75.

130. Eliskases-Lechner F., Prillinger H. Inhibition of mould growth by oligomycin during quantitativ analysis of yeasts // J.Dairy Res, 1996. V.63. №3. P. 483488.

131. Enzymatic activity of yeasts and yeast-like organisms isolated from the Szczecin Lagoon / Bogusta wska-was Elzbieta // Folia Univ. Agr. Stetin. Pise. -2000. 26. P. 15-22.

132. Fell J.W. Distribution of yeasts in the Indian ocean // Bull.mar.Sci. gulf Carrib.1967. V.17.p.317—323.

133. Fell J.W. Yeasts in oceanic regions. In: Recent advances in aquatic mycology Elec Science.L, 1976. P.93—124.

134. Fell J.W., Ahearn D.G., Meyers S.P., Roth FJ.Jr. Isolation of yeasts from Biscayn bay, Florida and adjacent benthic areas // Limnology and oceanography, 1960. V.5. №4. P. 366-371.

135. Franco M.A., Sautini P.I. In vitro survival of pathogenic microorganisms in recreational water. Rev. latinoamer. microbiol, 1990. p. 149—152.

136. Ghinberg R.C., Bar DowZ., Rodol M. Monitoring of selected bacteria and fungi in sand sea water along the Tel Aviv Coast // Microbiol, 1994. V.77. № 310. P.29—40.

137. Godlewska-Lipova W.A. Bacteria as indicators of the degree of eutrophication and degradation of lakes // Pol.Arch.Hydrobiol. 1976. V.23.№2. P.341-356.

138. Gorshkov V.G., Gorshkov V.V, Makarieva A.M. Biotic Regulation; of the Environment: Key Issue of Global Change // Springer-Praxis Series in Environmental Sciencees. London: Springer-Verlag, 2000.367 p.

139. Goto S., Vamasato K., Jizuka H; Identification of yeasts isolated from the Pacific ocean. // J.Gen.Appl.Microbiol, 1974. V.20i № 5.

140. Hagler A.N., Ahearn D.G. Ecology of aquatic yeasts // The Yeasts. V.l. London: Academic Press, 1987. P. 181-205.

141. Hagler A.N., Mendonca-Hagler // Appl. Environ. Microbiol; 1981. № 41. C.173

142. Hardman D.J. Microbial pollution control a technology in its infancy.

143. Hinzelin F., Block J. Yeast and filamentous fungi m drinking water // Environ. Technol. Left, 1985. V.3. P.101-106.

144. Johnson T.W., Sparrow F. Fungi in oceans and estuaries. Weinheim, 1961.

145. Kockova-Kratochvilova A., Slavikova E., Kovacovska R. Yeasts and yeastlike organisms in the fresh-water lake Rudava // Ceska mykologie. V.43. 4, 1989. P.227-234.

146. Lodder I; The yeasts: a taxonomic study. Amsterdam: North Holland Publ., 1970.713 c.

147. Lopes Acchiela A.I., Duran C., Marin L, Amils R. Biodiversity characterization of an acidic river: The Tinto river case // Microb. Physiol, fhd Gene Regul. Emerg. Princ. and Appl, 1995. P. 428-429.

148. Malyszko E., Lewonowska E., Januszko T. Gryby drozdzopodobne I plesnie wijstepujace w srodowisku czlowieka jako kryterium oceny zanieczyzczenia wod studzienhych // Rocz.Acad.med.Bialymstoku, 1978. P. 129-136.

149. Meers J. L., Tempest D.W. The influence of extracellular product on the behaviour of mixed microbial population in magnesium-limited chemostat cultures // J.Gen. Microbiol, 1968. V. 52. P. 309-317.

150. Meyers S.R. Marine fungi in Biscayne Bay. Florida II. Furthe.studies of occurence and distribution.- Bull.mar. Sci. Guff.carrib. p.307—327.

151. Meyers S.R.,Ahearn D.G., Guncell W. e.a. Yeasts from the North Sea. Mar. biol, 1967. №1. p.l 18—123.

152. Meyers S.R., AhearnD.G., Roth FJJr. Mycological investigations of the Black sea. Bull, of marine Sci, 1967. V.17. N3. p.576—596.

153. Morais P.B., Resende М.А. et al Occurrence and distribution of yeasts in a paleo-karstic lake of Southwestern Brasil // Rev. Microbiol, 1996. V.27. №3. P. 182-188.

154. Morris E.O. Yeasts of marin origin // Ann. Rev.Oceanogr. Mar. Biol, 1968. №6. P.201-230.

155. Mukerji K.G., Gupta R. Ecology of two Deuteromycetous Yeasts on leaf Surface of Corchorus olitorions L. Plants. // Current developments in yeast research. London, Canada: Pergamon Press, 1980. P.682-714.

156. Novozhilova M.I., Popova L.E., Semenchenko G.V. Kazakhstan reservoir yeasts // Proc.inter.Symposium of yeasts Canada. L, 1980. P.541-545.

157. Nquyen Viet. Chen Jie-Mei. Katsunori T. Hisamatsu M. Isolation and characterization of a red yeasts grown under strong acidic condition // Bull.Fac.Bioresour. Mie Univ, 1998. № 20. P.31-36.

158. Peter Z., Peter M. Experimental studies on the persistence in distilled water of certain conditional pathogenic fungi. Arch.roum.pathol.exp. et microbiol, 1982. 48. №3. P.275—282.

159. Qureshi A.A., Dutka B.J. Microbiological studies on the quality of urban storm water runoff in southern Ontario, Canada // Water Res., 1979. V.13. №10. P.977-985.

160. Sherry J.P. Temporal distribution of faecal pollution indicators and opportunistic pathogens at a Lake Ontario bathing beach. Create Lakes Res, 1986. 12. №3. P. 154—160.

161. Sherry J.P., Kychma S.R., Dutka B.J. The occurence of Candida albicans in Lake Ontario bathing beaches. Can. J. Microbiol, 1979. № 9. P. 1036—1044.

162. Simard R. E Yeasts as an indicator of pollution // Mar. Pollut. Bull, 1971. 2. №8. P. 123-124.

163. Simard R. E., Blackwood A.C. Yeasts from the St. Lawrence River // Can. J. Microbiol, 1971. 17. № 2. P. 427-435.

164. Slavikova E., Vadkertiova R., Yeasts and yeast-like organisms in Morava // Food technology. Biotechnol, 1997.35. №4. P. 293-297.

165. Soares Carlos A.G., Maury M., Pagnocea F., Araujo F. et all.Ascomycetous yeasts from tropical intertidal dark mud of southeast Brasilian estuaries // J.Gen. and Appl.Microbiol, 1997. 43. .№5. P.265-272.

166. Spenser I.F.T., Gorin P.A.J., Gardner N.R. Yeasts isolated from the lakes and rivers of Saskatchewan // Can. J. Microbiol, 1974, 20. № 7. P. 949-954.

167. Spenser I.F.T., Gorin P.A.J., Gardner N.R. Yeasts isolated from the south Saskatchewan, a polluted river // Can. J. Microbiol, 1970. 16. № 11. P. 10511057.

168. Steth J.G. The transition to a sustainable society. Prot.Nat. Acn. Sci., USA, 1992. 89.N 3. p.870—872.

169. The yeasts // Ed. J. Lodder. Amsterdam. London: North-Holland publ. Co, 1970. 1385 p.

170. Thompson J.P., Ellis R.J., Bailey M.J. Autecology of genetically modified fluorescent pseudomonad on suger beet // FEMS Microbiol. Ecol.1995. V. 17. № 1. P. 1-14.

171. UdenN., Fell J.W. Marine yeasts. Adv. microbiol. Sea, 1968. V.l. P. 167201.

172. Walker J. D., Colwell R.R. Enumeration of petroleum-degrading microorganisms // Appl. Environment. Microbiol, 1976. 31. № 2. P, 198-207.

173. Wallet L.L., Hedrick L.R. Ecology of yeasts in polluted water // J. Microbiol. And Serol, 1970. 36. № 3. P. 427-435.

174. Walker J.D., Austin H.F., Colwell R.R. Utilisation of mixed hydrocarbon substrate by petroleum-degrading microorganisms // J.Gen. Appl. Microbiol, 1975. V.21.Nl.p.27—39.

Информация о работе

Забелина, Светлана Александровна
кандидата биологических наук
Архангельск, 2005
ВАК 03.00.16

Диссертация

Состояние сообществ дрожжеподобных грибов устьевой области реки Северная Двина в условиях многолетнего микробиологического загрязнения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы