БИОЛОГИЯ МОРЯ, 2004, том 30, №2, с. 138-142
УДК 551.46.062.4:579.26 ЭКОЛОГИЯ
МИКРОБНАЯ ИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИБРЕЖНЫХ ВОД ОХОТСКОГО МОРЯ И АВАЧИНСКОЙ БУХТЫ1
© 2004 г. Е. В. Журавель12, И. П. Безвербная1, JL С. Бузолева1
Дальневосточный государственный университет, Владивосток 690600;
2Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток 690041 e-mail: zhrvl@rambler.ru
Статья принята к печати 10.10.2003 г.
Приведены результаты микробиологического анализа численности микроорганизмов различных эколого-трофических групп в планктонных микробных сообществах некоторых акваторий Охотского моря и Авачинской бухты. Полученные данные сопоставлены с гидрохимическими показателями (температурой, соленостью воды, БПК5, уровнями содержания растворенного кислорода, фосфатов, органического фосфора, детергентов), определенными синхронно. Метод микробной индикации использован для оперативной характеристики степени загрязненности исследованных районов. Показано, что Авачинская бухта подвергается более интенсивному антропогенному воздействию, чем акватории портов Холмска и Магадана.
Ключевые слова: Охотское море, Авачинская бухта, загрязнение, микробная индикация.
Microbial indication of pollution of coastal waters of the Sea of Okhotsk and Avacha Bay. E. V. Zhuravel1'2, I. P. Bezverbnaya', L. S. Buzoleva' ('Far Eastern State University, Vladivostok 690600; institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok 690041)
A microbiological analysis of the numbers of microorganisms of different ecological groups in planktonic microbial assemblages in some parts of the Sea of Okhotsk and Avacha Bay was performed. The data are compared with hy-drochemical characteristics (temperature, salinity, BOD5, dissolved oxygen, Pmmerai, POTganfc> detergents). The microbial indication method was used for the rapid assessment of water pollution of the investigated areas. This study shows that the marine environment in Avacha Bay is subject to a stronger anthropogenic impact than the ports of Kholmsk and Magadan. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2004, vol. 30, no. 2, pp. 138-142).
Key words: Okhotsk Sea, Avacha Bay, pollution, microbial indication.
Прибрежная зона моря нуждается в постоянном контроле за содержанием загрязняющих веществ и изменением основных параметров среды, вызванных антропогенным воздействием. Оперативным методом мониторинга и краткосрочного прогноза таких изменений является микробная индикация, позволяющая охарактеризовать экологическую ситуацию в прибрежных водах на основе анализа доминирования микроорганизмов, устойчивых к конкретным поллютантам или способных к их деструкции (Исследование экосистем..., 1992; Безвербная и др., 2003). Среди исследованных районов микробиологическая съемка ранее проведена лишь в Авачинской бухте и вблизи северо-восточного побережья о-ва Сахалин (Димитриева и др., 2001; Ди-митриева, Безвербная, 2002). При этом внимания характеристике среды, в которой обитают планктонные микробные сообщества, не уделялось.
Цель настоящей работы - синхронная оценка качества морской воды по микробиологическим и гидрохимическим показателям как в акваториях, подверженных антропогенному влиянию, так и в относительно чистых районах.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Работы выполнены в ходе рейса на ПУС "Надежда" (11.08—21.09.2001 г.). Пробы морской воды отбирали из поверхностного слоя (0.4-1 м) с помощью батометра и анализировали в день отбора, каждая в трех повторностях (см. рисунок; табл. 1,2).
Отбор проб для микробиологического анализа проводили с использованием стерильных пластиковых шприцев объемом 20 мл. Пробы анализировали непосредственно после доставки в лабораторию. Наиболее вероятное количество бактерий отдельных физиологических групп (углеводо-родокисляющих, фенолокисляющих) оценивали на основе метода предельных разведений с использованием элективных сред. В качестве единственного источника углерода в элективных средах использовали один из следующих субстратов: нефть, мазут, дизельное топливо, фенол в конечной концентрации 0.1% (Руководство по методам..., 1980). Численность гетеротрофных сапрофитных микроорганизмов определяли методом предельных разведений с использованием питательной среды, адаптированной для морских микроорганизмов - СММ (УоисЬшнги, Кшгига, 1976). Анализ численности колониеобразующих форм гетеротрофных микроорганизмов (КГМ) проводили на среде СММ с добавлением 1.5% агара. Количество металл-резистентных форм в
'Работа выполнена при финансовой поддержке гранта ФЦП "Интеграция", гранта Российского фонда фундаментальных исследований (№ 02-05-65188), а также совместного гранта фонда ТО СКОБ и Министерства образования РФ (№ КЕС-003; У-1-В-03-04).
44°
б. Бабушкина
Охотское море
зал. Терпения г. Холмск\* 2
1«
о-в Янкича '
о-в Итуруп
-г/г.
.¿X» _
¿г
52°54'-
--1-
140° 150° 158°24'
Карта-схема района работ. Номера станций соответствуют таковым в табл. 1 и 2.
о-в Парамушир
158°30'
158°36'
158°42'
сообществе гетеротрофных культивируемых микроорганизмов определяли на селективных средах, приготовленных на основе среды СММ с добавками солей металлов в концентрациях, ингибирующих рост чувствительных форм бактерий. В качестве добавок использовали хлориды металлов Cd, Си, Со, Ni, Zn и нитрат РЬ (Димитриева, Безвербная, 2002). Бактерии группы кишечной палочки обнаруживали с использованием селективной среды Эндо (Руководство к практическим занятиям..., 1983).
С помощью рН-метра "Piccolo" (Hanna) измеряли рН с точностью до 0.01. Концентрацию растворенного кислорода и биохимическое потребление кислорода (БПК5) находили по
методу Винклера (Методы..., 1988) с точностью 0.05 мг/л. Количество фосфатов устанавливали фотометрически по методу Морфи-Райли. Для измерения концентраций общего фосфора использовали окисление с персульфатом и последующим фотометрированием образовавшихся фосфатов. Количество органического фосфора вычисляли по разнице между общим и фосфатным фосфором (Руководство..., 1977). Детергенты (как анионные синтетические поверхностно-активные вещества - СПАВ) определяли фотоколориметри-чески с метиленовым синим на КФК-2УХЛ-4.2 (X = 670 нм) (Руководство..., 1977). Соленость измеряли с помощью элск-тросолемера ГМ-65М электромагнитным методом.
Таблица 1. Характеристика станций отбора проб
Станция t,°C рн Соленость, %с о,, % бпк5, мг/л р L минер.* мкг/л р 1 орг.1 мкг/л Детергенты, мкг/л
1, г. Холмск 20.5 8.25 30.24 106 2.23 2.61+0.59 - <20
2, зал. Терпения 15.9 8.27 31.95 109 4.94 4.08+0.44 8.9 <20
3, зал. Пильтун 10.8 8.37 26.22 101 1.12 7.41+2.47 <20
4, сев. Сахалин 11.3 8.35 24.22 67 - 16.06+0.44 14.18 <20
5, сев. Сахалин 6.2 8.30 29.42 70 - 12.21+0.22 13.33 <20
6, банка Кашеварова 2.7 7.88 32.36 80 0.77 59.21+0.44 42.43 -
7, г. Магадан 9.9 8.33 30.23 101 2.79 20,54+3.07 10.71 <20
8, м. Сероглазка 9.6 8.33 32.15 121 4.33 25,79+0.44 21.71 90+11
9, м. Култушный - 8.35 29.86 - - 22.59+0.44 16.03 40+9
10, м. Сигнальный - 8.38 29.55 - - 19.13+1.73 14.29 -
11,6. Раковая - 8.38 29.44 91 4.45 23.10+0.44 34.13 39+14
12, п-в Завойко 9.2 8.38 29.95 121 4.70 20.79+1.77 21.51 79+20
Примечание."-" - нет данных.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Благодаря тому, что микроорганизмы обладают высокой скоростью размножения и широким спектром энзиматической активности, они способны трансформировать и утилизировать практически все существующие в природе органические соединения. Установлено, что микроорганизмы могут не только переносить высокие концентрации некоторых токсичных органических веществ, превышающие природные уровни в 100 и более раз, но и активно использовать их в качестве источника углерода и энергии (Гусев и др., 1985; Исследование экосистем..., 1992).
Метод микробной индикации основан на способности микроорганизмов использовать в качестве единственного источника углерода специфические органические соединения (фенол, углеводороды и т.д.), а также выживать и размножаться в среде, содержащей высокие концентрации тяжелых металлов. Таким образом, в случае хронического загрязнения вод каким-либо поллютантом формируются специфические микробо-ценозы, которые состоят из резистентных бактерий, активнее развивающихся в загрязненных водах. Многие авторы отмечают, что чем выше загрязненность среды тяжелыми металлами, тем больше в ней доля резистентных к этим металлам микроорганизмов (Sabry et al., 1997; Roane, Pepper, 2000) или тем выше уровень устойчивости микробного сообщества к этому токсиканту (Baath, Erland, 1998).
Исходя из полученных данных (табл. 2), фоновым районом практически по всем показателям можно считать банку Кашеварова (ст. 6). Присутствие ионов меди (6.6 х 10J клеток Cu-резистентных бактерий в 1 мл воды), очевидно, связано с наблюдающимся здесь апвел-лингом (Чернявский и др., 1981; Лаврентьев и др., 1998), выносящим на поверхность холодные (2.7°С), полносоленые (32.36%о) и обогащенные фосфатами
(59 мкг/л) воды. Невысокая по сравнению с другими районами численность колониеобразующих гетеротрофных микроорганизмов в районе банки Кашеварова (2 х 104 кл/мл), а также деструкторов нефти, мазута и дизельного топлива объясняется как возможным отсутствием этих поллютантов и малым количеством органического вещества в воде, так и низкой температурой воды, препятствующей активному размножению микроорганизмов в этом районе, по сравнению с другими районами отбора. Данные о численности сапротрофных бактерий согласуются с величиной БПК5 на уровне 0.77 мгОг/л (табл. 2), так как именно бактерии этой группы используют растворенный в воде кислород на разложение органического вещества.
По результатам микробной индикации столь же чистыми, как в районе банки Кашеварова, являются воды станции 4, находящейся вне влияния зоны судоходства и нефтедобычи. При приближении к побережью материка и к зоне влияния стока р. Амур (ст. 5) численность бактерий - деструкторов нефти и дизельного топлива, а также Си-резистентных микроорганизмов повышается. На этих же станциях, у северной оконечности о-ва Сахалин, обнаружено снижение концентрации кислорода в поверхностном слое до 67-70% от насыще
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.