Современное состояние бактериопланктона и бактериобентоса северного каспия
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Каспийское море – самый крупный солоноватоводный водоем, не имеющий связи с Мировым океаном (Катунин, 2014). Учитывая морфологическое строение и физико-географические особенности, море делят на три части: Северный, Средний и Южный Каспий (Книпович, 1921) Экосистема каждой части моря уникальна и обусловлена различиями в географическом положении, климате, а также гидролого-гидрохимических свойствах (Катунин, 2014; Дегтярева, 2017). Северный Каспий – наиболее мелководная часть Каспийского моря и, имея вполне сопоставимую по сравнению с другими частями моря площадь (18–32 %, в зависимости от уровня моря), содержит менее 1 % объема водных масс (Панин, 2005; Катунин, 2014). Именно северная часть моря находится под непосредственным влиянием адвекции волжского стока, от уровня которого зависит большинство гидролого-гидрохимических и гидробиологических параметров Северного Каспия (Добровольский, 1982). Хозяйственное значение Северного Каспия сложно переоценить (Мо
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Гидролого-гидрохимические особенности обитания бактериопланктона и бактериобентоса Северного Каспия 11
1.2 История изучения бактериоценоза Северного Каспия 14
1.3 Углеводородокисляющие бактерии Северного Каспия как перспективные объекты биоремедиации морской среды 19
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 23
2.1 Объекты исследований 23
2.2. Методы исследований 24
2.2.1 Определение общей численности бактерий в воде 24
2.2.2 Определение численности гетеротрофных бактерий и асимиляционного потенциала воды 24
2.2.3 Определение биоразнообразия сапротрофного и углеводородокисляющего бактериопланктона и бактериобентоса 26
2.2.4 Определение факторов патогенности и антибиотикорезистентности выделенных бактерий 27
2.2.5 Оценка биологического разнообразия бактериоценозов 29
2.2.6 Определение способности к росту микроорганизмов на средах с различными источниками углерода 30
2.2.7 Идентификация выделенных микроорганизмов 30
2.2.8 Определение способности микроорганизмов развиваться в присутствии различных концентраций тяжелых металлов 31
2.2.9 Определение эмульгирующей активности микроорганизмов 32
2.2.10. Оценка гидрофобных свойств бактериальных клеток 32
2.2.11 Гравиметрический метод определения убыли нефтепродуктов 33
2.2.12 Определение массовой концентрации нефтепродуктов и жиров (при их совместном присутствии) методом ик-спектрофотометрии с применением концентратомеров серии КН 34
2.2.13 Определение массовой концентрации нефтепродуктов в пробах на анализаторе жидкости «Флюорат-02» 39
2.2.14 Определение концентрации нефтепродуктов в пробах методом газовой хроматографии 41
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОСТЬ БАКТЕРИОПЛАНКТОНА И БАКТЕРИОБЕНТОСА В СЕВЕРНОМ КАСПИИ 44
3.1 Бактериопланктон 44
3.2 Бактериобентос 57
ГЛАВА 4. БИОРАЗНООБРАЗИЕ БАКТЕРИОПЛАНКТОНА И БАКТЕРИОБЕНТОСА СЕВЕРНОГО КАСПИЯ 63
ГЛАВА 5. ВЫДЕЛЕНИЕ НЕФТЕОКИСЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ ИЗ ВОД КАСПИЙСКОГО МОРЯ 79
5.1 Выделение и изучение физиолого-биохимических свойств нефтеокисляющих бактерий 79
5.2 Идентификация выделенного нефтеокисляющего бактериального изолята 81
5.3 Первичный скрининг деструкционной активности штамма в отношении поллютантов 83
5.4 Изучение деструкции нефти бактериальным штаммом 86
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 93
ВЫВОДЫ 99
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Численность и соотношениеразличных групп бактериопланктона в поверхностном горизонте воды Северного Каспия 122
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Численность и соотношение различных групп бактериопланктона в придонном горизонте воды Северного Каспия 124
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Численность и соотношение различных групп бактериобентоса в донных отложениях Северного Каспия 126
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Видовой состав сапротрофного бактериопланктона 128
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Видовой состав сапротрофного бактериобентоса 130
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Видовой состав углеводородокисляющего бактериопланктона 131
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Видовой состав углеводородокисляющего бактериобентоса 132
Не найдено
Исследования, проведенные Куликовой И.Ю. (2005) в Северном Каспии, показали, что численность сапротрофов в весенние периоды 2000–2001 гг. составляла 7,1–16,44 тыс. кл./мл, в осенние периоды – 4,9–7,5 тыс. кл./мл. Концентрация олиготрофного бактериопланктона в весенние периоды находилась на уровне 3,5–5,6 тыс. кл./мл, в осенние – 1,3 2,3 тыс. кл./мл. Количество углеводородокисляющих бактерий варьировало от 3,8 до 10,5 тыс. кл./мл весной и от 2,5 до 8,2 тыс. кл./мл осенью. Куликовой И.Ю. (2005) также были изучены корреляционные связи между численностью различных групп бактерий и содержанием в воде Северного Каспия нефтяных углеводородов. Так, корреляционный анализ показал, что нефтяные углеводороды не входили в число факторов, влияющих на численность гетеротрофных бактерий (Куликова, 2005)
Исследования по определению количества микроорганизмов в воде Северного Каспия, проведенные в 2001-2002 г. Умербаевой Р.И (2003) показали, что концентрации бактерий по сезонам и по районам моря распределены неравномерно. Общая численность бактерий в воде Каспийского моря колеблется от сотен тысяч до миллионов клеток в 1 мл. Численность бактериопланктона в Северном Каспии достигала весной 0,35–3,52 млн. кл./мл, летом 0,32–0,65 млн. кл./мл, осенью 0,33–0,96 млн. кл./мл.
Согласно данным экологического мониторинга на лицензионном участке «Северный» ООО «Лукойл-Нижневолжскнефть» в период с 1998 по 2006 гг. численность сапрофитных бактерий в грунте составляла 103–106 кл./г, нефтеокисляющих – 101–106 кл./г.
По данным Соколовой В.В. (2012), в 2010 г. численность сапротрофных бактерий в воде Северного Каспия составляла 43,4–50,8 тыс. КОЕ/мл, осенью – 16,7–23,2 тыс. КОЕ/мл. Концентрация УОБ в водах Северного Каспия в 2010 г. регистрировали на уровне 19,0–24,5 тыс. КОЕ/мл летом и 12,5–18,0 тыс. КОЕ/мл осенью. В.В. Соколова (2012) считает, что углеводородокисляющие бактерии составляли 4,4–11,5% общей численности микробного ценоза Северного Каспия. Ассимиляционный потенциал Северного Каспия по отношению к нефтяному загрязнению, определенный по скорости