БИОТЕСТИРОВАНИЕ КАК ИНТЕГРАЛЬНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ НЕФТЕЗАГРЯНЕННЫХ ПОЧВ И БУРОВЫХ ШЛАМОВ Капелькина Л.П.1, Бардина Т.В.1, Чугунова М.В.1, Маячкина Н.В.1, Герасимов А.О.1, Малышкина Л.А.2, Бардина В.И.1 1 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия. kapelkina@mail.ru 2 ОАО «Сургутнефтегаз», Россия
BIOTESTING AS INTEGRAL METHOD OF OIL-CONTAMINATED SOILS AND DRILLING CUTTINGS ASSESSMENT Kapelkina L., Bardina T., Chugunova M., Mayachkina N., Gerasimov F., Malyshkina L., Bardina V. В последнее время наряду с оценкой состояния компонентов окружающей среды, основанной на методах химического анализа, все более широкое применение находят методы биоиндикации и биотестирования, в основе которых лежит реакция живых организмов на содержание загрязняющих веществ в объектах окружающей среды.
Проведена экотоксикологическая оценка нефтезагрязненных почв и буровых шламов, образующихся при бурении нефтяных скважин. При биотестировани использовали как традиционные, так и новые, разработанные нами в НИЦЭБ РАН, методы. Первым объектом исследований служила дерново-подзолистая суглинистая хорошо окультуренная почва Ленинградской области. Загрязнение почвы сырой нефтью проводили в условиях полевого мелко-деляночного опыта на глубину 0-10 см в дозах 0.7, 1.4, 4.0 и 10 л/м2. Для оценки состояния нефтезагрязненных почв был апробирован комплекс тесторганизмов, состоящий из высших растений - Triticum vulgare L., природного комплекса микроорганизмов, содержащегося непосредственно в почве, а также представителя гидробионтов - Daphnia magna St. Установлено, что апробированный комплекс дает возможность контролировать не только уровень интегральной токсичности нефтезагрязненной почвы, но и динамику процессов ее восстановления. Результаты учета биомассы многолетних трав, выращенных в условиях полевого опыта на нефтезагрязненной почве, подтвердили результаты лабораторного исследования по определению токсичности этих почв методом биотестирования. Вторым объектом исследования служили буровые шламы. Сложный состав буровых шламов и применение при бурении реагентов часто неизвестного химического состава обусловили необходимость проведения серии биологических тестов на организмах с различным уровнем организации: высшие растения - Avena sativa L., комплекс микроорганизмов, содержащийся в пробах шламов, и гидробионты - Daphnia magna St. По результатам изучения химических показателей шламов и проведенного биотестирования буровые шламы в большинстве случаев относятся к 4-му классу опасности, при применении биоразлагаемых реагентов фиксируется 5 класс, при использовании соли для тампонажа скважин - 3-й класс опасности. В результате проведенных исследований была выявлена высокая чувствительность и надежность методов биотестирования нефтезагрязненных почв и буровых шламов, разработанных в НИЦЭБ РАН. АЛЬГОБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА ПОЧВ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЫ г. АКТАУ (РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН) Карапун М. Ю.1, Мвале Камуквамба2, Мусаева Ж.К.3 1 Астраханский Государственный Технический Университет, Астрахань, Россия. aktay_misha@yahoo. com 2 Microbiological laboratory of University teaching hospital, Люсака, Замбия 3 Каспийский государственный университет технологии и инжиниринга им. Ш. Есенова, Актау, Казахстан ALGOBACTERIAL CENOSIS OF SOIL OF INDUSTRIAL ZONE IN AKTAU CITY Karapun M.Yu., Mvali Kamkvamba, Musaeva Zh.K. В почвах различных природно-климатических зон альгобактериальные сообщества представляют активную часть почвенной микрофлоры, связанную сложными взаимодействиями, как со всеми ее компонентами, так и с собственно почвой и высшими растениями. Они принимают участие в разнообразных почвенных процессах, так как имеют мощные адаптационные механизмы и уникальный статус в окружающей среде. Основу альгобактериальных сообществ составляют цианобактерии и водоросли. Целью данной работы являлось исследование состава альгобактериальных сообществ в почвах промышленной зоны города Актау (Республики Казахстан). Отбор почвенных образцов, химический и альголоческий анализы проводили по стандартным методикам на 4 станциях: А - в районе ТОО «ПМК», В - в районе свалки железобетонных конструкций, С - автомобильная магистраль в районе заводов и D - в районе железнодорожного полотна. В почвах промышленной зоны г. Актау были обнаружены следующие металлы: Mn, Cu, Co, Pb, Ni, Zn, Fe, превышающие ПДК в 3.5-7 раз. Из накопительных культур были выделены 17 видов цианобактерий, 7 видов зеленых и 3 вида диатомовых водорослей. Цианобактерии доминировали во всех исследуемых накопительных культурах. Доминирующий комплекс в альгобактериальных сообществах исследуемых почв составляли цианобактерии родов Phormidium, Oscillatoria и Anabaena.
Среди диатомовых водорослей были выделены представители родов Nitschzia и Pinularia. Род Gloeocapsa был приурочен к почвам на станциях А и D, Microcystis - к почвам на станциях В и D, род Synechocystis - к станции В, Scenedesmus и Chlorella - к станциям С и А. Наибольшую встречаемость видов (40-60 %) в данных почвах имели виды: Phormidium faveolarum, Phormidium retzii, Phormidium ambigum, Phormidium tenue, Chlorella sp. и Chlorococcum sp. Роды Chlorella и Chlorococcum проявляли высокий коэффициент корреляционной зависимости (r = 0.95) с концентрациями железа, накопленным в почвах промышленной территории города Актау. ПОКАЗАТЕЛИ БЫСТРОЙ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ФИТОПЛАНКТОНА КАК БИОИНДИКАТОРЫ КАЧЕСТВА ВОД РЫБИНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА Карпов А.А.1, Бикбулатов Э.С.2, Бикбулатова Е.М.2, Булгаков Н.Г.1, Ершов Ю.В.2, Конюхов И.В.1, Левич А.П.1, Литвинов А.С.2, Осипов В.А.1, Отюкова Н.Г.2, Поддубный С.А.2, Пырина И.Л.2, Рисник Д.В.1, Степанова И.Э.2, Цельмович О.Л.2 1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. doublicat@mail. ru 2 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, Москва, Россия PARAMETER OF RAPID PHYTOPLANKTON FLUORESCENCE AS BIOINDICATOR OF WATER QUALITY IN THE RYBINSK RESERVOIR Karpov A.A., Bikbulatov E.S., Bikbulatova E.M., Bulgakov N.G., Cel'movich O.L. Ershov J.V., Konjuhov I.V., Levich A.P., Litvinov A.S., Osipov V.A., Otjukova N.G., Poddubnyj S.A., Pyrina I.L., Risnik D.V., Stepanova I.E. Флуоресценция хлорофилла является пока единственным показателем, который позволяет исследовать в живых объектах протекание фотохимических реакций, связанных с работой фотосистемы 2 растений - системы, наиболее чувствительной к факторам внешней среды. Методы измерения флуоресценции фитопланктона обладают высокой чувствительностью, производительностью, точностью и позволяют проводить измерения in situ в режиме реального времени. Данные, используемые для анализа вод Рыбинского водохранилища, были получены в результате измерения показателей флуоресценции фитопланктона и физико-химических характеристик проб в 2010-2011 гг. в ходе рейсов научно-исследовательского судна «Академик Топчиев» Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН. Сотрудниками ИБВВ РАН были получены следующие показатели: содержание минеральных веществ (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, SO42-, HCO3-, сумма ионов, NO3-, NO2-, NH4+, N064, PO43-, PQ64); содержание органических веществ (органический углерод во взвеси, нефтепродукты); показатели утилизации кислорода (БПК5, ХПК); значения кислотности (pH) и щелочности; физические характеристики (температура воды и воздуха, электропроводность). Сотрудниками биологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова получены данные по флуоресценции проб: общий фоновый уровень флуоресценции проб, максимум переменной флуоресценции проб, фоновый уровень флуоресценции растворенных органических веществ, фоновый уровень флуоресценции фитопланктона, максимум переменной флуоресценции фитопланктона. Применён один из методов анализа «плохо организованных» данных - переход от количественных переменных к их качественным классам. После выделения качественных классов стал возможен поиск сопряженностей между этими классами по различным критериям поиска (точность, существенность, представительность), которые объективизируют выделение классов, и, следовательно, расчеты границ нормы для показателей флуоресценции и факторов окружающей среды. Рассчитаны границы нормы показателей флуоресценции, указывающие на границы между благополучными и неблагополучными состояниями экосистемы. Выявлены факторы среды, значимые для экологического неблагополучия, после чего они были ранжированы по величине их вклада в неблагополучие. Для факторов среды рассчитаны границы нормы, выход за пределы которых приводит к неблагополучным значениям показателей флуоресценции. При этом поиск границ нормы происходил как среди высоких, так и среди низких значений факторов. Предложены критерии для сравнения и отбора лучших биоиндикаторов экологического состояния Рыбинского водохранилища среди различных показателей флуоресценции. Работа поддержана грантом РФФИ «Поиск границ нормы для биоиндикаторов экологического состояния - показателей быстрой флуоресценции фитопланктона в природных водах».
Еще по теме БИОТЕСТИРОВАНИЕ КАК ИНТЕГРАЛЬНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ НЕФТЕЗАГРЯНЕННЫХ ПОЧВ И БУРОВЫХ ШЛАМОВ Капелькина Л.П.1, Бардина Т.В.1, Чугунова М.В.1, Маячкина Н.В.1, Герасимов А.О.1, Малышкина Л.А.2, Бардина В.И.1 1 Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия. kapelkina@mail.ru 2 ОАО «Сургутнефтегаз», Россия: