Научная статья на тему 'Биологические свойства морских нефтеуглеводородокисляющих бактерий из прибрежных акваторий дальневосточных морей с разным характером загрязнения'

Биологические свойства морских нефтеуглеводородокисляющих бактерий из прибрежных акваторий дальневосточных морей с разным характером загрязнения Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
458
78
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕФТЕУГЛЕВОДОРОДЫ / МОРСКИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ / ФЕРМЕНТЫ / АДАПТАЦИЯ / ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ / ОРГАНИЧЕСКИЕ СУБСТРАТЫ / OIL-HYDROCARBONS / SEAWATER MICROORGANISMS / HYDROLYTIC ENZYMES / ADAPTATION TO ENVIRONMENTS / HEAVY METALS / ORGANIC POLLUTION

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Бузолева Любовь Степановна, Смирнова Мария Андреевна, Безвербная Ирина Петровна

Морские нефтеуглеводородокисляющие микроорганизмы, выделенные из прибрежных акваторий с разной степенью и характером загрязнения, отличаются способностью выдерживать высокие концентрации тяжелых металлов, разлагать сложные нефтеуглеводороды и легкодоступные полимерные субстраты. Штаммы из зал. Анива, где не наблюдается явных источников техногенного загрязнения, чувствительны к высоким концентрациям тяжелых металлов и обладают высокой гидролитической активностью. Для микроорганизмов, выделенных из бухты Находка с характерным техногенным загрязнением, обнаружена высокая устойчивость к тяжелым металлам, в меньшей степени они утилизируют легкодоступные органические субстраты. Штаммы из бухты Золотой Рог, характеризующейся смешанным загрязнением техногенным и коммунально-бытовым, одновременно проявляют как высокую устойчивость к поллютантам, так и высокую экзогенную гидролитическую активность. Биологическую характеристику штаммов сообщества нефтеуглеводородокисляющих микроорганизмов важно учитывать с целью перспективного использования их в качестве ремедиантов для очистки морской среды.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Бузолева Любовь Степановна, Смирнова Мария Андреевна, Безвербная Ирина Петровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Biological features of oil degrading bacteria in coastal water areas with different types of pollution

Oil degrading bacteria are investigated to choose the most effective strains for the purpose of bioremediation of the oil-polluted waters. The samples (20 ml each) were collected from the depth 10-15 cm in 3 shallow areas with similar water regime but different types of pollution located in the Japan and Okhotsk Seas in summer 2006. They were inoculated immediately after the sampling into the water media containing NH4Cl and КН2РО4, and the same solid media with addition of 1.5 % agar-agar. Bunker oil was added to both media (0.1 % Vol/Vol to water media and 0.2 %, 0.4 %, 0.6 % Vol/Vol to solid media) as the only source of carbon nutrition for oil degrading bacteria. The cultures of bacteria were incubated under room temperature. Oil resistance of the bacteria was tested on solid media in 5-7 days after inoculation and heavy-metal resistance in 3-5 days after inoculation. The minimum inhibitory concentrations (MIC) of oil and heavy metals were determined for all tested bacteria strains in the range 200-900 mg/l for CuCl2, 10-220 mg/l for CdCl2, 100-700 mg/l for CoCl2, 100-900 mg/l for ZnCl2, 100-1800 mg/l for NiCl2, and 1000-2000 mg/l for Pb(NO3)2. Capacity for exo-hydrolases production as lipase, lecithinase, amylase, caseinase, and gelatinase was also tested. In total, 36, 42, and 47 strains sampled in the Golden Horn Bay, Nakhodka Bay, and Aniva Bay were isolated, but gram-negative strains only (36, 39, and 37, respectively) were investigated because they were the most effective oil-oxidizing strains in seawater microbial communities. A 1/3 of all strains had high level of MIC for oil (0.6 %). Strains from the Aniva Bay, relatively low polluted, were sensitive to heavy metals, but possessed the set of enzymes decomposing organic substances. Bacteria from the Nakhodka Bay with significant industrial pollution had less ability to utilize organic pollution but high resistance to heavy metals: 3/4 of tested strains were resistant to Cd and Pb, and a half of them to Zn, Ni, and Co. In the Golden Horn Bay with very strong and compound pollution, the microorganisms showed high steadiness both to oil-hydrocarbons and heavy metals, and also possessed a number of hydrolytic enzymes. Thus, biological features of bacteria in the areas with different environmental conditions correspond to the type of pollution, so their characteristics could be used as indirect parameters of water pollution.

Текст научной работы на тему «Биологические свойства морских нефтеуглеводородокисляющих бактерий из прибрежных акваторий дальневосточных морей с разным характером загрязнения»

2008

Известия ТИНРО

Том 155

УДК 576.8.097.29:628.394

Л.С. Бузолева1, М.А. Смирнова2, И.П. Безвербная2*

1 Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии СО РАМН, 690087, г. Владивосток, ул. Сельская, 1;

2 Дальневосточный государственный университет, 690600, г. Владивосток, ул. Суханова, 8

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОРСКИХ НЕФТЕУГЛЕВОДОРОДОКИСЛЯЮЩИХ БАКТЕРИЙ ИЗ ПРИБРЕЖНЫХ АКВАТОРИЙ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ С РАЗНЫМ ХАРАКТЕРОМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Морские нефтеуглеводородокисляющие микроорганизмы, выделенные из прибрежных акваторий с разной степенью и характером загрязнения, отличаются способностью выдерживать высокие концентрации тяжелых металлов, разлагать сложные нефтеуглеводороды и легкодоступные полимерные субстраты. Штаммы из зал. Анива, где не наблюдается явных источников техногенного загрязнения, чувствительны к высоким концентрациям тяжелых металлов и обладают высокой гидролитической активностью. Для микроорганизмов, выделенных из бухты Находка с характерным техногенным загрязнением, обнаружена высокая устойчивость к тяжелым металлам, в меньшей степени они утилизируют легкодоступные органические субстраты. Штаммы из бухты Золотой Рог, характеризующейся смешанным загрязнением — техногенным и коммунально-бытовым, одновременно проявляют как высокую устойчивость к поллютантам, так и высокую экзогенную гидролитическую активность. Биологическую характеристику штаммов сообщества нефтеуглеводородокисляющих микроорганизмов важно учитывать с целью перспективного использования их в качестве ремедиантов для очистки морской среды.

Ключевые слова: нефтеуглеводороды, морские микроорганизмы, ферменты, адаптация, тяжелые металлы, органические субстраты.

Buzoleva L.S., Smirnova M.A., Bezverbnaya I.P. Biological features of oil degrading bacteria in coastal water areas with different types of pollution // Izv. TINRO. — 2008. — Vol. 154. — P. 210-218.

Oil degrading bacteria are investigated to choose the most effective strains for the purpose of bioremediation of the oil-polluted waters. The samples (20 ml each) were collected from the depth 10-15 cm in 3 shallow areas with similar water regime but different types of pollution located in the Japan and Okhotsk Seas in summer 2006. They were inoculated immediately after the sampling into the water media containing NH4Cl and КН2РО4, and the same solid media with addition of 1.5 % agar-agar. Bunker oil was added to both media (0.1 % Vol/Vol to water media and 0.2 %, 0.4 %, 0.6 % Vol/Vol to solid media) as the only source of carbon nutrition for oil degrading bacteria. The cultures of bacteria were incubated under room temperature.

* Бузолева Любовь Степановна, доктор биологических наук, профессор, e-mail: [email protected]; Смирнова Мария Андреевна, аспирант, e-mail: mashasmirnova80@ mail.ru; Безвербная Ирина Петровна, доцент, e-mail: [email protected].

Oil resistance of the bacteria was tested on solid media in 5-7 days after inoculation and heavy-metal resistance — in 3-5 days after inoculation. The minimum inhibitory concentrations (MIC) of oil and heavy metals were determined for all tested bacteria strains in the range 200-900 mg/l for CuCl2, 10-220 mg/l for CdCl2, 100-700 mg/l for CoCl2, 100-900 mg/l for ZnCl2, 100-1800 mg/l for NiCl2, and 1000-2000 mg/l for Pb(NO3)2. Capacity for exo-hydrolases production as lipase, lecithinase, amylase, caseinase, and gelatinase was also tested. In total, 36, 42, and 47 strains sampled in the Golden Horn Bay, Nakhodka Bay, and Aniva Bay were isolated, but gram-negative strains only (36, 39, and 37, respectively) were investigated because they were the most effective oil-oxidizing strains in seawater microbial communities. A 1/3 of all strains had high level of MIC for oil (0.6 %). Strains from the Aniva Bay, relatively low polluted, were sensitive to heavy metals, but possessed the set of enzymes decomposing organic substances. Bacteria from the Nakhodka Bay with significant industrial pollution had less ability to utilize organic pollution but high resistance to heavy metals: 3/4 of tested strains were resistant to Cd and Pb, and a half of them — to Zn, Ni, and Co. In the Golden Horn Bay with very strong and compound pollution, the microorganisms showed high steadiness both to oil-hydrocarbons and heavy metals, and also possessed a number of hydrolytic enzymes. Thus, biological features of bacteria in the areas with different environmental conditions correspond to the type of pollution, so their characteristics could be used as indirect parameters of water pollution.

Key words: oil-hydrocarbons, seawater microorganisms, hydrolytic enzymes, adaptation to environments, heavy metals, organic pollution.

Введение

Наиболее масштабными загрязнителями морской среды являются нефть и нефтепродукты, попадающие в морские воды как в результате нефтедобычи, транспортировки и хранения, так и со сточными водами промышленных предприятий, а также в результате аварий. В самоочищении водоемов ведущее место принадлежит биологическим факторам, решающую роль среди которых играют нефте-углеводородокисляющие микроорганизмы. Благодаря тому что микроорганизмы обладают высокой скоростью размножения и широким спектром биохимической активности, они способны трансформировать и утилизировать практически все существующие в природе органические соединения (Гюнтер, 1980), что с успехом используют в создании микробных препаратов, предназначенных для реме-диации нефтезагрязненных территорий (Стабникова и др., 1996; Сидоров и др., 1997; Чугунов и др., 2000).

Несмотря на большой объем рынка коммерческих микробных препаратов, в настоящее время ведутся активные исследования по выявлению оптимальных условий их эффективного использования. Известно, что на процессы утилизации нефтеуглеводородов микроорганизмами оказывают существенное влияние абиотические факторы среды (температура, кислород, соединения фосфора, азота и т.д.), в оптимальных пределах которых и рекомендуется их использовать (Biological degradation ..., 1994; Коронелли, 1996).

На наш взгляд, в связи с возрастающими экологическими проблемами для эффективного применения нефтеуглеводородокисляющих штаммов важно учитывать не только климатический и гидрологический режим, но и степень и характер загрязнения акватории. Можно предположить, что эффективность деструкции нефтеуглеводородов у штаммов "аборигенов" будет гораздо выше за счет сокращения времени адаптации не только к факторам среды, но и к загрязняющим веществам (органические вещества, тяжелые металлы, фенолы и т.д.). В литературе нами не были обнаружены данные, доказывающие, что антропогенная нагрузка на среду оказывает влияние на биологические свойства микроорганизмов водного сообщества в соответствии с действующими загрязняющими факторами.

Цель работы — дать сравнительную характеристику биологических свойств нефтеуглеводородокисляющих штаммов микроорганизмов, выделенных из прибрежных акваторий Японского и Охотского морей с разным характером и степенью загрязнения.

Материалы и методы

Для получения штаммов нефтеуглеводородокисляющих микроорганизмов пробы воды отбирали летом 2006 г. в прибрежной зоне, преимущественно в районах скопления кораблей, на глубине 10-15 см в стерильные шприцы объемом 20 мл. Посев проб проводили непосредственно после доставки отобранных образцов в лабораторию. Для накопления нефтеуглеводородокисляющих микроорганизмов использовали жидкую среду следующего состава (на 1000 мл): N^0 — 1 г, КН2РО4 — 1 г, искусственная морская вода — 500 мл, дистиллированная вода — 500 мл (Цыбань, 2000), — содержащую в качестве единственного источника углерода флотский мазут в концентрации 0,1 %, который используется как основное топливное средство на судах. Для получения культур микроорганизмов производили высев из среды накопления на аналогичную плотную среду (1,5 %-ный агар-агар).

Микроорганизмы выделяли из акваторий дальневосточных морей: Японское море — бухта Золотой Рог (36-й причал, район скопления кораблей), бухта Находка (порт Находка, район скопления кораблей) и Охотское море — зал. Анива (порт Корсаков, район скопления кораблей), — различающихся типом и уровнем загрязнения.

Основными источниками загрязнения бухты Золотой Рог являются сточные воды системы городской канализации, судоремонтные предприятия, городской порт, р. Объяснения, воды которой используются в системе оборотного водоснабжения ТЭЦ-2. Бухта практически постоянно покрыта нефтяной пленкой, толщина которой у берегов может достигать 100 мкм: здесь даже среднегодовая концентрация нефтеуглеводородов (67 мкг/л) значительно превышает ПДК (Долговременная программа ..., 1992). Бухта Золотой Рог относится к акваториям с чрезвычайно высоким уровнем загрязнения, ее воды включают широкий спектр загрязнителей различного происхождения (органические вещества, поступающие с хозяйственно-бытовыми и коммунальными стоками, тяжелые металлы, нефтеуглеводороды, фенолы и т.д.) (Ващенко, 2000).

Источниками загрязнения бухты Находка являются городской порт, стоки жилищных массивов, а также масштабные залповые разливы нефтепродуктов в результате аварий (Ващенко, 2000; Огородникова, 2001). Помимо нефтяного загрязнения отмечается присутствие высоких концентраций тяжелых металлов, превышающих предельно допустимые (Наумов, Найденко, 1997). В отличие от бухты Золотой Рог, характеризующейся смешанным типом загрязнения, для бухты Находка типично в основном техногенное загрязнение.

Поступление нефтеуглеводородов в прибрежную зону зал. Анива возможно в результате аварийных разливов нефти, активного судоходства, а также с течением от порта Корсаков, находящегося в северной части залива. Несмотря на сбросы в зал. Анива городских сточных вод, а также периодические сбросы льяльных вод с судов, концентрации вредных веществ не превышают предельно допустимых, вероятно, из-за сильных вдольбереговых приливно-отливных течений (Патин, 2001).

Для определения устойчивости к нефтеуглеводородам осуществляли пассирование штаммов на поверхности агаровых пластинок, на которые с помощью пипетки наносили флотский мазут в концентрациях 0,2 %, 0,4 и 0,6 % и равномерно распределяли стерильным шпателем. На агаровых пластинах делали отпечатки стерильным аппликатором с культурой и оставляли при комнатной температуре на 5-7 сут (рис. 1).

а

б

Рис. 1.

Пример роста тестируемых штаммов на селективной среде с добавлением флотского мазута как единственного источ-

ника углеродно- -Д Я

питания в количестве 0,2 % шЯк ^^ (а) и 0,6 % (б) ! ^^

объему --

I:g. 1. The tested bacteria growth on selective solid media with additions of bunker oil in different concentrations: 0.2 % (a) and 0.6 % (6) (Vol/Vol)

Уровень индивидуальном устойчивости бактериальных штаммов к ионам тяжелых металлов оценивали на основе определения минимальной ингибирую-щей концентрации соли каждого металла (Lambert, Pearson, 2000). Посев проводили в трех повторностях также методом отпечатков чистых культур на среду для морских микроорганизмов следующего состава: пептон — 5,0 г/л, дрожжевой экстракт — 5,0, глюкоза — 1,0, К2НР04 — 0,2, MgSO4 — 1,0, СаС03 — 1,0 г/л, дистиллированная вода — 500 мл, морская вода — 500 мл — с добавлением солей металлов в возрастающих концентрациях (для CdCl2 в диапазоне 10220 мг/л, CuCl2 — 200-900, ZnCl2 — 100-900, CoCl2 — 100-700, NiCl2 — 1001800, Pb(NO3)2 — 1000-2000 мг/л) (Безвербная и др., 2005). Культуры инкубировали при комнатной температуре 3-5 сут.

Для определения микроорганизмов, синтезирующих экзогенные гидролазы, высев производили на модифицированные среды, приготовленные на основе среды для морских микроорганизмов с добавкой в качестве субстрата оливкового масла и ТВИН-80 (липаза), яичного желтка (лецитиназа), крахмала (амилаза), молока (казеиназа), желатина (желатиназа) (Руководство ..., 1983; Ферменты ..., 1990). Положительный результат оценивали по наличию ореола вокруг выросшей культуры (рис. 2).

Рис. 2. Гидролитическая активность нефтеуглеводород-окисляющих штаммов, выделенных из поверхностных вод бухты Золотой Рог (2, 3), зал. Находка (1, 4, 8), зал. Анива (5, 6, 7)

Fig. 2. Hydrolytic activity of oil-hydrocarbons oxidizing strains which were isolated from the G olden Horn Bay waters (2, 3), Nakhodka Bay (1, 4, 8), Aniva Bay (5, 6, 7)

Результаты и их обсуждение

Из прибрежных вод исследуемых акваторий были выделены устойчивые к нефти штаммы: из бухты Золотой Рог — 36, бухты Находка — 42 и зал. Анива — 47. Из них для экспериментальных исследований были отобраны грамотрицатель-ные подвижные палочки (из бухты Золотой Рог — 36, бухты Находка — 39 и зал. Анива — 37), которые, по данным литературы (Исследование экосистем ..., 1992), обладают преимущественными способностями к окислению нефтеуглеводородов.

Определяли минимальные ингибирующие концентрации нефтеуглеводоро-дов для штаммов, выделенных из районов с разной антропогенной нагрузкой. Концентрация 0,6 % была определена как предельная ингибирующая, при которой выживали 1/3 культур бактерий. На средах с концентрацией нефтеуглево-дородов 0,2 % выросли практически все штаммы из бухты Золотой Рог, а более всего чувствительными к повышению концентрации поллютанта в среде оказались штаммы, выделенные из зал. Анива. Доля штаммов, выросших на предельной ингибируюшей концентрации (0,6 %), была максимальной в бухте Золотой Рог, несколько меньше — в бухте Находка, и наименьшее количество высокоустойчивых к поллютанту штаммов обнаружено в зал. Анива. При этом более гетерогенными в отношении чувствительности к изменению концентрации неф-теуглеводородов оказались штаммы из бухты Золотой Рог и бухты Находка, доля которых с увеличением количества поллютанта, значительно менялась (табл. 1). Более устойчивыми к повышению концентрации нефтеуглеводородов были штаммы из зал. Анива. Полученные результаты адекватно отражают ситуацию в исследуемых акваториях, которые по степени загрязнения нефтеуглеводородами можно расположить в следующий ряд: бухта Золотой Рог > бухта Находка > зал. Анива. Гетерогенность в отношении устойчивости к возрастающим концентрациям нефтеуглеводородов у штаммов из бухты Золотой Рог и бухты Находка объясняется тем, что в этих акваториях значительно больше аллохтонной микрофлоры, поступающей с канализационными стоками, по сравнению с зал. Анива, где, вероятно, доминирует автохтонная микрофлора, более чувствительная к присутствию нефтеуглеводородов в среде.

Поскольку для исследуемых районов, особенно бухты Золотой Рог и бухты Находка, характерно высокое техногенное загрязнение, то помимо нефтеуглеводородов в воде обязательно присутствуют тяжелые металлы (ТкаНп е! а1., 1998). Микробные сообщества этих прибрежных вод характеризуются высокой долей металлрезистентных форм бактерий, которые обладают устойчивостью к широкому спектру тяжелых металлов (Безвербная и др., 2005), поэтому исследовали спектр металлоустойчивости нефтеуглеводоро-докисляющих штаммов.

Три четверти нефеуглеводородокисляющих штаммов из бухты Находка были устойчивы к Cd2+ и РЬ+, половина — к 2п2+, №+ и Со2+ (табл. 2). В отличие от зал. Анива для бухты Золотой Рог доля металлрезистентных штаммов была также высока. Учитывая, что металлоустойчивость бактерий к Cd2+ и РЬ+ является маркером техногенного воздействия, резистентность к этим металлам нефтеуглево-

Таблица 1

Доля нефтеуглеводородокисляющих штаммов, выделенных из разных мест обитания, устойчивых к разным концентрациям нефтеуглеводородов, %

ТаЬ1е 1

The part of oil-oxidizing microorganisms educed from different inhabitation areas with steadiness different oil-hydrocarbons concentration, %

Район Концентрация нефтеуглеводородов

исследования 0,2 % 0,4 % 0,6 %

Бухта Золотой Рог 91,7 72,2 38,9

Бухта Находка 74,4 56,4 35,9

Зал. Анива 37,8 32,4 24,3

Таблица 2

Устойчивость нефтеуглеводородокисляющих микроорганизмов из разных районов исследования к тяжелым металлам, %

Table 2

Comparable characteristics of steadiness to heavy metals oil-oxidizing microorganisms educed from different areas of research, %

Район исследований Pb Cd Cu Zn Co Ni

Бухта Золотой Рог 50,0 58,3 - 69,4 50,0 58,3

Бухта Находка 79,0 79,0 - 53,8 53,8 58,9

Зал. Анива 10,8 24,3 5,4 5,4 5,4 5,4

дородокисляющих штаммов из бухт Золотой Рог и Находка определяет характер загрязнения этих акваторий. Это может свидетельствовать о специфической адаптации микроорганизмов, вызванной постоянным давлением со

стороны техногенных источников загрязнения, поскольку известны экстремально высокие уровни содержания этих элементов в воде и донных осадках исследуемых акваторий (Наумов, Найденко, 1997; ТкаНп е! а1., 1998).

Помимо техногенного загрязнения, прибрежные воды страдают от большого количества поступающих канализационных сточных вод. Органическое загрязнение исследуемых нами акваторий достаточно велико (Огородникова, 2001), поэтому представляло интерес выяснить, способны ли нефтеуглеводородокисля-ющие микроорганизмы разлагать иные, чем углеводороды, органические субстраты. Среди представителей различных групп микроорганизмов широко распространено образование экзоферментов, относящихся к классу гидролаз, способных расщеплять крупные макромолекулы на более доступные соединения, проникающие через мембрану бактериальной клетки.

Сравнительные результаты эксперимента показали, что число нефтеуглево-дородокисляющих штаммов, выделенных из вод бухты Золотой Рог, обладающих гидролитической активностью в отношении всех исследуемых субстратов, было больше по сравнению с штаммами из бухты Находка и зал. Анива (рис. 3). Высокая доля протеолитически активных нефтеуглеводородокисляющих бактерий и липолитиков в бухте Золотой Рог подтверждает органическое загрязнение этой акватории, которое обеспечивается мощным сбросом больших объемов канализационных вод в бухту (Огородникова, 2001).

Рис. 3. Относительная численность нефтеуглеводородокисляющих бактерий, проявляющих: а — протеолитическую, б — ами-лолитическую, в — липолитичес-кую активность (% от общего количества колониеобразующих единиц) в планктонных микробных сообществах: 1 — бухта Золотой Рог, 2 — бухта Находка, 3 — зал. Анива

Fig. 3. Relative number of oil-oxidazing bacteria (% of total number of colonyforming units) which characterized by: a — proteolytic, б — amylolitic, в — lypolitic activity in planktonic microbial communities (1 — Golden Horn Bay, 2 — Nakhodka Bay, 3 — Aniva Bay)

Сравнительный анализ свойств штаммов, выдерживающих 0,6 %-ную концентрацию нефтеуглеводородов, представленный в сводной таблице (табл. 3),

Таблица 3

Сравнительные свойства устойчивых к нефти (0,6 %-ная концентрация) микроорганизмов, выделенных из разных мест обитания

Table 3

Comparable properties of steadiness to oil (0.6 % concentration) of microorganisms, educed from different inhabitation areas

№ Тяжелые металлы Экзогенная ферментативная активность

штамма Pb+ Cd2+ Cu2+ Zn2+ Co2+ Ni+ Амилаза Протеиназа Липаза

101 + + + + + + + + +

103 + + + + + +

110 + + + + + + + + +

114 + + + + + + +

115 + + + + + +

118 + + + + + + + +

122 + + + + + + + +

123 + + + + + + +

126 + + + + + +

128 + + + + + +

129 + + + + + +

131 + + + + + + +

133 + + + + + + + +

135 + + + + + + + +

204 +

207 + +

214 + + +

216 + +

218 + + +

221 + +

227 + + +

229 + +

230 + + + +

232 + +

233 + +

235 + +

236 + + +

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

238 + +

304 + + + + +

308 + + + + +

310 + + + +

311 + + + + +

318 + + + + + + +

322 + + + +

326 + + + + + +

329 + + + + +

335 + + + +

Примечание. Первая цифра в нумерации штамма обозначает место его выделения: 1 — бухта Золотой Рог, 2 — зал. Анива, 3 — бухта Находка; + — положительный тест.

дает возможность косвенно охарактеризовать районы, из которых они были выделены. Так, штаммы из зал. Анива были чувствительны к высоким концентрациям тяжелых металлов, но обладали набором ферментов, разлагающих легкодоступные органические субстраты. Следовательно, можно предположить, что в этом районе преобладает в основном органическое загрязнение, представленное как нефтеуглеводородами, так и другими органическими веществами, которые поступают в залив с канализационными стоками г. Корсаков. Штаммы, выделенные из бухты Находка, характеризовались высокой устойчивостью к нефтеугле-водородам и тяжелым металлам и в меньшей степени обладали ферментами, утилизирующими легкодоступные полимерные субстраты, так как залив испыты-

вает в основном техногенное воздействие. Штаммы нефтеуглеводородокисляю-щих микроорганизмов из бухты Золотой Рог с характерным смешанным загрязнением по сравнению со штаммами из других исследуемых районов проявляли высокую устойчивость как к нефтеуглеводородам, так и к тяжелым металлам, а также обладали рядом ферментов, разлагающих легкодоступные органические вещества. Это является подтверждением известных фактов хронического загрязнения бухты, которая испытывает постоянное техногенное влияние и воздействие хозяйственно-бытовых стоков.

Таким образом, коллекции штаммов, выделенных из разных акваторий Дальневосточного региона, характеризуются разными биологическими свойствами (устойчивостью к нефти, тяжелым металлам, способностью разлагать легкодоступные органические субстраты). Полученные нами результаты показали, что для эффективной работы штаммов-ремедиантов в экологически неблагополучных районах важно учитывать не только климатические и гидрологические факторы, но и характер загрязнения предполагаемых для очистки от нефтеуглеводо-родов акваторий. Несмотря на то что изученные нами штаммы были выделены из вод дальневосточных морей, применение для ремедиации в бухте Золотой Рог нефтеустойчивых штаммов, выделенных из бухты Находка или зал. Анива, может оказаться малоэффективным. Рост и размножение штаммов из бухты Находка в этом случае могут подавляться высокими концентрациями органических веществ (Позмогова, 1991), а штаммы из коллекции зал. Анива пострадают от влияния тяжелых металлов (Безвербная и др., 2005). Очевидно, что коллекция штаммов из бухты Золотой Рог может быть использована для ремедиации как в зал. Анива, так и в бухте Находка. Следовательно, предлагаемые на сегодняшний день препараты для микробиологической очистки среды от нефтеуглеводоро-дов более целесообразно использовать локально, только в местах их выделения.

Заключение

Результаты проведенных исследований показали, что биологические свойства нефтеуглеводородокисляющих микроорганизмов, выделенных из районов со сходным гидрологическим и климатическим режимом, но с разной степенью и характером загрязнения, различаются способностью выдерживать высокие концентрации тяжелых металлов, нефтеуглеводородов, гидролизовать легкоразлагающиеся органические вещества. Совокупность биологических индикаторных свойств микроорганизмов отражает характер загрязнения среды их обитания. Культуры нефтеуглеводородокисляющих штаммов, интегрирующие в себе свойства адаптироваться к мощному воздействию других поллютантов в местах их обитания, могут быть наиболее эффективно использованы для ремедиации этой среды.

Работа выполнена при поддержке гранта МОН РФ РНП.2.1.1.2641, фонда CRDF RUXO-003-VL-06/ВР1М03 и Дальневосточного государственного университета, г. Владивосток.

Список литературы

Безвербная И.П., Бузолева Л.С., Христофорова Н.К. Металлоустойчивые гетеротрофные бактерии в прибрежных акваториях Приморья // Биол. моря. — 2005. — Т. 31, № 2. — С. 89-93.

Ващенко М.А. Загрязнение залива Петра Великого Японского моря и его биологические последствия // Биол. моря. — 2000. — Т. 26, № 3. — С. 149-159.

Гюнтер Л.И. Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод : монография / Л.И. Гюнтер, Л.Ф. Юдина, И.В. Щукин, Н.Н. Мадерни. — М. : Наука, 1980. — 241 с.

Долговременная программа охраны природы и рационального использования природных ресурсов Приморского края до 2005 г. : Экологическая программа. Ч. 2. — Владивосток : Дальнаука, 1992. — 276 с.

217

Исследование экосистем Берингова и Чукотского морей : монография. — СПб. : Гидрометеоиздат, 1992.

Коронелли Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде // Прикл. биохимия и микробиология. — 1996. — Т. 32, № 6. — С. 579-585.

Наумов Ю.А., Найденко Т.Х. Экологическое состояние залива Находка // Изв. ТИНРО. — 1997. — Т. 122. — С. 524-537.

Огородникова А.А. Эколого-экономическая оценка воздействия береговых источников загрязнения на природную среду и биоресурсы залива Петра Великого : монография. — Владивосток : ТИНРО-центр, 2001. — 193 с.

Патин С.А. Нефть и экология континентального шельфа : монография. — М. : ВНИРО, 2001. — 247с.

Позмогова И.Н. Воздействие физико-химических факторов на микроорганизмы // Итоги науки и техники. Сер. микробиология. Т. 24 : Культивирование микроорганизмов. — М., 1991. — С. 256-261.

Руководство к практическим занятиям по микробиологии : практ. пособие. — М. : МГУ, 1983. — 215 с.

Сидоров Е.В., Борзенков И.А., Ибатуллин Р.Р. Полевой эксперимент по очистке почвы от нефтяного загрязнения с использованием углеводородокисляющих микроорганизмов // Прикл. биохимия и микробиология. — 1997. — Т. 33, № 5. — С. 497-502.

Стабникова Е.В., Селезнева М.В., Дульгеров А.Н., Иванов В.Н. Применение биопрепарата "Лестан" для очистки почвы от углеводородов нефти // Прикл. биохимия и микробиология. — 1996. — Т. 32, № 2. — С. 219-223.

Ферменты микроорганизмов, живущих в экстремальных условиях : 42-е Баховское чтение. — М. : Наука, 1990. — 54 с.

Цыбань А.В. Динамика экосистем Бегингова и Чукотского морей : монография / А.В. Цыбань, Дж. Гребмайер, Ю.А. Израэль. — М. : Наука, 2000. — 357 с.

Чугунов В.А., Ермоленко З.М., Жиглецова С.К. Разработка и испытания биосорбента "эскорб" на основе ассоциации нефтеокисляющих бактерий // Прикл. биохимия и микробиология. — 2000. — Т. 36, № 6. — С. 661-665.

Biological degradation and bioremediation of toxic chemicals. — Oregon : Dioscorides Press, 1994. — 515 p.

Lambert R.J., Pearson J. Susceptibility testing accurate and reproducible minimum inhibitory concentration (MIC) and non-inhibitor concentration (NIC) values // J. of Appl. Microbiol. — 2000. — Vol. 88. — P. 784-790.

Tkalin A.V., Lishavskaya V.M., Shulkin V.M. Radionuclides and trace metals in mussels and bottom sediments around Vladivostok, Russia // Mar. Pollut. Bull. — 1998. — Vol. 36, № 7. — P. 551-554.

Поступила в редакцию 25.05.08 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.