Главная » 2014»Октябрь»1 » Гетеротрофный бактериопланктон литорали Кольского залива и его роль в процессах естественного очищения вод от нефтяных углеводородов.
04:48
Гетеротрофный бактериопланктон литорали Кольского залива и его роль в процессах естественного очищения вод от нефтяных углеводородов.
Гетеротрофный бактериопланктон литорали Кольского залива и его роль в процессах естественного очищения вод от нефтяных углеводородов
Диссертация
Автор: Перетрухина, Инга Владимировна
Название: Гетеротрофный бактериопланктон литорали Кольского залива и его роль в процессах естественного очищения вод от нефтяных углеводородов
Справка: Перетрухина, Инга Владимировна. Гетеротрофный бактериопланктон литорали Кольского залива и его роль в процессах естественного очищения вод от нефтяных углеводородов : диссертация кандидата биологических наук : 03.00.18 Мурманск, 2006 232 c. : 61 07-3/379
Объем: 232 стр.
Информация: Мурманск, 2006
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
11 Кольский залив в экологической и социально-экономической 13 проблематике Баренц-региона
12 Климатические характеристики Кольского залива
13 История научных исследований Кольского залива
14 ОЧБ в водных экосистемах
15 Евтрофные и олиготрофные бактерии, как основные группы 29 гетеротрофного бактериопланктона
16 Состав и свойства нефти Характеристика физико-химических 37 процессов ее разрушения в морских экосистемах
17 Биогенные источники УВ в море
18 Распространение УВ-окисляющих микроорганизмов в море
19 Факторы, влияющие на скорость биодеградации нефти в море
110 УВ-окисляющая активность микроорганизмов в морских водах 53 (по данным натурных измерений)
111 Влияние нефти и ее продуктов на морские водоросли
112 Влияние макрофитов на процессы разрушения нефти
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
21 Район проведения исследований
22 Отбор проб
23 Определение ОЧБ 68 231 Определение числа бактерий методом прямой микроскопии
24 Определение наиболее вероятного числа микроорганизмов МПР
25 Определение числа евтрофных микроорганизмов методом 69 глубинного посева и посева на поверхность плотной питательной среды
26 Определение численности УВ-окисляющих 70 (углеводородустойчивых) и олиготрофных микроорганизмов методом посева на поверхность плотной питательной среды
27 Определение таксономической принадлежности УВ-окисляющих 71 микроорганизмов
271 Выделение чистых культур УВ-окисляющих микроорганизмов
272 Идентификация чистых культур УВ-окисляющих бактерий
273 Изучение культуральных свойств микроорганизмов
274 Изучение морфологических свойств микроорганизмов
2741 Микобактериальные формы
2742 Палочки
2743 Кокки
275 Изучение биохимических свойств микроорганизмов
2751 Определение утилизации углеводов и многоатомных спиртов
2752 Определение уреазной активности
2753 Определение фермента каталазы
2754 Определение желатиназной активности
2755 Реакция с метиленовым красным (определение феномена 78 Кларка)
28 Определение скорости минерализации микроорганизмами 14С- 79 октадекана с поглощением 14СОг бумагой-абсорбентом, пропитанной раствором щелочи
29 Химический анализ морских вод
210 Определение метеорологических показателей в районах 82 микробиологических наблюдений
211 Статистический анализ данных
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
31 Гидрохимические показатели
32 Сравнительный анализ наиболее распространенных методов 88 количественного учета гетеротрофного бактериопланктона и гетеротрофных эпифитных бактерий литорали Кольского залива
321 Евтрофные бактерии
322 Олиготрофные бактерии
323 УВ-окисляющие бактерии 100 33 Влияние температуры инкубации на конечные результаты учета 105 численности гетеротрофных бактерий по посеву
331 Евтрофные бактерии
332 Олиготрофные бактерии
333 УВ-окисляющие бактерии 113 34 Сезонная динамика численности планктонных бактерий различных 118 групп
341 Евтрофные бактерии
342 Олиготрофные бактерии
343 УВ-окисляющие бактерии
35 Сезонная динамика численности эпифитных бактерий различных 127 групп
351 Евтрофные бактерии
352 Олиготрофные бактерии
353 УВ-окисляющие бактерии
36 Сезонная динамика общей численности планктонных и 136 эпифитных бактерий
37 УВ-окисляющая активность гетеротрофного бактериопланктона в 141 воде и в зарослях макрофитов
38 Таксономический состав планктонных УВ-окисляющих 146 микроорганизмов
Введение:
Ведущую роль в круговороте органического вещества в водных экосистемах играют гетеротрофные бактерии. Изучение экологии и функционирования гетеротрофных бактериоценозов в водных экосистемах в т.ч. и мониторинг последних, обычно связывают с исследованием в них как общей численности микроорганизмов по прямому счету, так и численности по посеву евтрофных и, значительно реже, олиготрофных бактерий. Однако последние широко распространены в морских водах и их игнорирование ведет к недоучету численности гетеротрофных микроорганизмов, способных к росту на питательных средах. Кроме того, большинство имеющихся сведений о гетеротрофных бактериоценозах северных морей получены в летний сезон, данные о сезонной изменчивости их численности и состава весьма немногочислены.
В северных морях в целом и в Кольском заливе в частности, одними из наиболее распространенных загрязнителей являются нефтяные углеводороды (НУ). Поэтому дополнительно к группам евтрофных и олиготрофных бактерий необходим учет и углеводородокисляющих (УВ-окисляющих) микроорганизмов. Известно, что на литорали северных морей широко распространены заросли макрофитов. Они способны стимулировать процессы естественного очищения морской среды от НУ и в этом участвуют обитающие на их талломах эпифитные гетеротрофные микроорганизмы. Однако, численность и состав последних в морских акваториях мало исследованы. Отсутствуют и единые обоснованные методики учета численности по посеву планктонных и эпифитных гетеротрофных бактерий, пригодные для использования в условиях северных морей.
Любое мониторинговое исследование, в т.ч. и загрязненных НУ акваторий, обычно содержит не только оценку их текущего состояния, но и прогноз его на будущее. Для этого в случае загрязнения акватории НУ необходимо знать не только численность УВ-окисляющих микроорганизмов, но и их вклад в процессы естественного очищения, то есть скорость микробиологического разрушения НУ. Однако для северных морей этот вопрос недостаточно изучен. Имеющиеся оценки скоростей биодеградации основанные, главным образом, на данных лабораторных экспериментов с чистыми культурами, получены в условиях, далеких от натурных, и поэтому мало пригодны для прогностических расчетов.
Цели и задачи работы.
Целью работы было изучение структуры и состава планктонных и эпифитных гетеротрофных бактериоценозов литорали Кольского залива и их роли в процессах естественного очищения вод данной акватории от НУ.
В соответствии с этим в работе были поставлены следующие задачи:
• Провести сравнение существующих методов учета численности морских гетеротрофных бактерий (ЧГБ) на жидких и плотных питательных средах и разработать единый методический подход для учета численности планктонных и эпифитных бактерий в водах Кольского залива.
• Исследовать сезонную изменчивость общей численности бактерий (ОЧБ) по прямому счету, а также численности евтрофных, олиготрофных и УВ-окисляющих бактерий по посеву в пробах воды и макрофитов, отобранных на двух станциях, расположенных в кутовой и центральной частях залива.
• Оценить при помощи радиоуглеродного метода потенциальную углеводородокисляющую (УВ-окисляющую) активность бактериопланктона экосистемы литорали (в зарослях макрофитов и вдали от них) при температурах in situ и дать оценку ее состоянию;
• Определить таксономическую принадлежность УВ-окисляющих микроорганизмов, выделенных из вод литорали Кольского залива;
• Разработать рекомендации по выделению и идентификации наиболее характерных для Кольского залива УВ-окисляющих микроорганизмов.
Научная новизна и значимость работы.
Впервые разработан единый методологический подход для учета численности жизнеспособных гетеротрофных бактерий отдельных физиологических групп (евтрофных, олиготрофных и УВ-окисляющих) в различные сезоны года, как в водах литорали Кольского залива, так и на поверхности талломов обитающих здесь водорослей-макрофитов.
На основе разработанных методик получены данные о распределении гетеротрофного бактериопланктона в целом и его отдельных групп в воде и на поверхности талломов макрофитов литорали Кольского залива на двух станциях, в разной степени подверженных антропогенному влиянию. Установлена сезонная изменчивость обилия гетеротрофных бактериоценозов данных местообитаний и дана оценка их состояния. Получены количественные данные о сезонной динамике УВ-окисляющей активности гетеротрофного бактериопланктона в зарослях макрофитов и вдали от них. Впервые изучены сезонные изменения таксономического состава УВ-окисляющих бактерий, выделенных из вод литорали Кольского залива, проведен сравнительный анализ их распределения и установлены доминирующие группы.
Практическая ценность работы.
Разработанный нами единый методический подход позволяет наиболее полно, по сравнению с существующими методами, учитывать ЧГБ, как в водах северных морей, так и на поверхности макрофитов. Он может быть рекомендован для проведения гидробиологического мониторинга северных морей. Это же касается и предложенных нами практических рекомендаций по выявлению, определению и идентификации УВ-окисляющих микроорганизмов. Полученные в ходе настоящей работы результаты могут служить основой для дальнейших микробиологических мониторинговых наблюдений в данном регионе. Результаты анализа сезонной динамики УВ-окисляющей активности гетеротрофных бактерий литорали Кольского залива могут быть применены для расчета максимально допустимых нагрузок на данную водную экосистему и для учета вклада микроорганизмов в процессы естественного очищения литорали северных морей от нефтяного загрязнения. Разработаны практические рекомендации по выявлению, определению и идентификации УВ-окисляющих микроорганизмов в воде открытых водоемов.
Апробация работы. Результаты исследований, проводимых с 1998 по настоящее время в рамках госбюджетных научно-исследовательских работ кафедры микробиологии Мурманского государственного технического университета, представлены в отчетах о научно-исследовательской работе во Всероссийском научно-техническом информационном центре (г. Москва, 1998-2006 гг.).
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались в период с 1999 по 2006 гг. на:
1. Международном семинаре, посвященном памяти академика Е.М. Крепса "Адаптации животных и растений к условиям арктических морей (на уровне организма, популяции, экосистем)" (ММБИ КНЦРАН, Мурманск, Апатиты, 1999);
2. 10-й и 11-й научно-технических конференциях МГТУ (Мурманск, 1999,2000);
3. Конференции молодых ученых ММБИ, посвященной 275-летию Российской Академии наук (Мурманск, 1999);
4. 7-й международной выставке ИНРЫБПРОМ 2000 "Современные средства воспроизводства и использования водных биоресурсов" (Санкт-Петербург, 2000);
5. Международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию основания Калининградского государственного технического университета (Калининград, 2000);
6. Международных конференциях "Вековые изменения морских экосистем Арктики. Климат, морской перигляциал, биопродуктивность" (ММБИ КНЦ РАН, Мурманск, 2000, 2001);
7. Научно-технической конференции молодых ученых и аспирантов МГТУ (Мурманск, 2001);
8. Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образова-ние-2002" (Мурманск, 2002);
9. Международной научной конференции "Новые технологии в решении проблем сохранения биоразнообразия в водных экосистемах" (Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2002);
10. Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование" (МГТУ, Мурманск, 2002).
11. Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование" (МГТУ, Мурманск, 2003).
12. Молодёжная международная конференция «Экология-2003» (Институт экологических проблем Севера УрО РАН, Архангельск,
13. Труды Международного биотехнологического центра МГУ: «Биотехнология-охране окружающей среды» (Москва, Издательство «Спорт и культура», 2004).
14. Международная научно-техническая конференция (МГТУ, Мурманск,
15. Международная научно-практическая конференция "Динамика научных достижений - 2005" (Днепропетровск, Наука и просвещение,
16. Международная научно-техническая конференция (МГТУ, Мурманск, 2005).
17. Всероссийской научно-технической конференции "Наука и образование" (МГТУ, Мурманск, 2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Общий объем - 232
