Гидрохимическая и микробиологическая характеристика холодных источников Ута-Булаг (Бурятия) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Т.Г. Банзаракцаева, А.Д. Инкежинова, В.В. Хахинов. Гидрохимическая и микробиологическая характеристика холодных источников Ута-Булаг (Бурятия)

УДК 551.42 © Т.Г. Банзаракцаева, А.Д. Инкежинова, В.В. Хахинов

ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ УТА-БУЛАГ (БУРЯТИЯ)

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.,

РФФИ №12-04-31187-мол_а, РФФИ №12-05-00871а, интеграционных проектов СО РАН №94 и №5

Была изучена сезонная динамика гидрохимических параметров и численность гидролитических бактерий в местах выхода негазирующих холодных источников Ута-Булаг. Межсезонные исследования показали стабильность таких физико-химических параметров, как рН, минерализация, содержание карбонатов и гидрокарбонатов. Изменения наблюдались в содержании кислорода и значениях температуры: в зимний период при температуре 3-4 оС количество кислорода составляло 4,2-5,2 мг/дм3, с повышением температуры в летний период

- до 11 °С, содержание кислорода снизилось до 1,2 мг/дм3. Численность протеолитиков достигала 105 кл/мл, целлюлолитиков 103 кл/мл.

Ключевые слова: гидрохимия, микробиология.

T.G. Banzaraktsaeva, A.D. Inkezhinova, V.V. Khakhinov HYDROCHEMICAL AND MICROBIOLOGICAL CHARACTERISTIC OF COLD SPRINGS UTA-BULAG (BURYATIA)

The seasonal dynamics of hydrochemical parameters and a number of hydrolytic bacteria were studied in the exit areas of non-aerated cold springs Uta-Bulag. The interseasonal studies showed a stability of physical and chemical parameters such as pH, salinity, carbonate and hydrocarbonate contents. Changes were observed in the oxygen content and temperature: in winter at 3-4 °C, the oxygen content was 4,2-5,2 mg/dm3. When the temperatures increased up to 11°C in summer, the oxygen content decreased to 1.2 mg/dm3. A number of proteolytic bacteria reached 105 cells ml'1, cellulolytic bacteria 103 cells ml'1.

Keywords: hydrochemistry, microbiology.

На территории Бурятии широко распространены минеральные воды различного состава. Воды этих источников представляют собой сложные многокомпонентные растворы, содержащие ионы и недиссоциированные молекулы элементов или их соединений, газы и органические вещества. Они возникают как в результате взаимодействия воды с вмещающими горными породами, так и вследствие поступления отдельных составных частей из глубинных зон земли [1].

Горячие и холодные источники являются местами активной деятельности микроорганизмов, которые участвуют в преобразовании химического состава вод источников и играют большую роль в формировании ее бальнеологических свойств [2, 3].

Объекты и методы исследования

Объектами исследования были выходы источника Ута-Булаг (Длинный родник), расположенного в Среднеселенгинском нагорье. Выходы (12-13) минеральной воды находятся у подножия горы.

Физико-химические параметры воды измеряли in situ с помощью портативных приборов: температуру - сенсорным электротермометром Prima (Португалия), кислотность среды - потенциометрическим рН-метром pHep2 (Португалия), значения общей минерализации - тестер-кондуктометром TDS-4 (Сингапур), содержание растворенного кислорода - портативным оксиметром WTW Oxi 315i (Германия).

Содержание карбонатов, гидрокарбонатов и сульфатов определяли титрованием, аммиака, нитритов и нитратов - колориметрическим методом.

Учет численности гидролитических бактерий определяли методом предельных разведений.

Результаты и обсуждение

Отборы проб воды и ила проводились 7 ноября 2010 г. в источниках № 1, 3, 7 и 11, 27 февраля 2011 г. в источниках №7 и №11, 5 августа 2011 г. в источниках № 1, 3, 8, 10, 11, 12а и 14 октября 2011 г. в источниках № 1, 3, 7, 11, 12а в местах активного выхода воды. Результаты гидрохимических исследований представлены в табл. 1.

Межсезонные исследования показали стабильность некоторых физико-химических параметров: рН слабощелочная, воды источников относятся к пресным, карбонаты отсутствовали, гидрокарбонаты незначительно варьировали. Заметные межсезонные колебания были отмечены в содержании кислорода (почти в 2 раза) и значениях температуры (разница достигала 70). Причем изменения данных параметров были взаимосвязаны: в зимний период при температуре 3-4 оС количество кислорода составляло 3,6-5,2 мг/дм3, с повышением температуры в летний период до 11 °С, содержание кислорода снижалось до 1,2 мг/дм3.

Был проведен более подробный химический анализ зимних проб воды источников № 1, 3, 7, 11. По содержанию аммиака и нитритов во всех исследуемых источниках схожие результаты: менее 0,05 мг/дм3 аммиака и менее 0,003 мг/дм3 нитритов. Концентрация нитратов варьировала от 0,44 (источник №3) до 1,17 мг/дм3 (источник №11). Максимальное количество сульфатов было отмечено в воде источника №3 - 32,45 мг/дм3, минимальное в источнике №11 - 19,58 мг/дм3.

Таблица 1

Физико-химическая характеристика источников Ута-Булаг

№ Дата pH М, мг/дм О О О2, мг/дм НСО3-, мг/дм3 СО32-, мг/дм3

1 7.11.10 8,13 215 3,4 4,7 292,8 н.о.

5.08.11 8,15 215 8 2,3 314,15 н.о.

14.10.11 8,2 219 4,3 2,3 274,5 н.о.

3 7.11.10 7,95 211 4,3 4,3 262,3 н.о.

5.08.11 7,7 223 11 1,7 323,3 н.о.

14.10.11 8,2 208 6,1 3 207,4 н.о.

7 7.11.10 7,99 215 4,6 3,6 250,1 н.о.

27.02.11 7,4 200 3 2,4 146,4 н.о.

5.08.11 7,9 188 9,3 1,2 292,8 н.о.

14.10.11 8,3 194 5,5 2,2 219,6 н.о.

8 5.08.11 7,8 204 9,5 1,6 295,3 н.о.

10 5.08.11 7,7 217 9,3 1,8 303,4 н.о.

11 7.11.10 7,91 215 4,2 5,2 237,9 н.о.

27.02.11 7,9 181 3 3,8 231,8 н.о.

5.08.11 7,8 176 8,8 2,8 298,9 н.о.

14.10.11 8,2 178 5,2 3,3 213,5 н.о.

12а 5.08.11 8,3 185 9,4 4,7 268,4 н.о.

14.10.11 8,5 215 4,8 4,9 195,2 н.о.

№ - номер выхода источника, н.о. - не обнаружены, М - минерализация

Учет аэробных протеолитических бактерий из проб зимнего периода при температуре инкубации 10 °С в течение 20 суток показал, что в источниках № 1, 3 и 7 количество протеолитиков было 102 кл/мл, в №11 численность не превышала 10 кл/мл. Рост анаэробных протеолитиков при 10 °С не наблюдался. Определение численности исследуемой группы бактерий из проб летнего периода показало их небольшое увеличение. Так, во всех пробах численность была в пределах 102-103 кл/мл. Рост целлюлолитических бактерий при 10 °С не был обнаружен. Инкубирование протеолитических и цел-люлолитических бактерий из всех проб при 25 °С выявило их активное развитие, численность аэробных и анаэробных протеолитиков достигала 104-105 кл/мл, численность аэробных целлюлолитиков составляла 10-102 кл/мл, анаэробных целлюлолитиков - до 103 кл/мл. Микроскопирование накопительных культур протеолитиков показало широкое разнообразие клеточных форм. Были обнаружены подвижные и статичные палочки различных размеров, одиночные кокки, диплококки, сарцины, отмечались спорообразующие клетки.

Таким образом, проведенные гидрохимические исследования показали, что воды исследуемых источников по некоторым физико-химическим параметрам не подвержены межсезонной динамике. От-

Е.Ю. Абидуева, Линху Ви, Чжао Жи и др. Физико-химическая характеристика и распространение бактерий-деструкторов в минеральных озерах Монгольского плато

меченные сезонные колебания температуры связаны с сезонными колебаниями температуры воздуха. Как следствие, из-за зависимости растворимости кислорода от температуры воды фиксируются изменения в концентрации кислорода.

Впервые проведенные в источнике Ута-Булаг микробиологические исследования показали достаточно высокую численность гидролитических бактерий. При этом было выявлено, что низкие температуры являются лимитирующим фактором для развития аэробных и анаэробных гидролитических бактерий.

Литература

1. Гидрохимия экстремальных водных систем с основами гидробиологии: учеб. пособие / В.В. Хахинов и др. - Улан-Удэ: Изд-во Бурят. гос. ун-та, 2007. - 148 с.

2. Бархутова Д.Д., Намсараев Б.Б. Экологические условия среды и активность микроорганизмов в холодных сероводородных водах Бахлайта (Забайкалье) // Экология . - 2008 . - №6 . - С. 217-221.

3. Влияние экологических условий на распределение функциональных групп микроорганизмов в минеральных источниках Хойто-Гол (Восточные Саяны) / Э.В. Данилова и др. // Сибирский экологический журн. - 2009.

- Т.16. - №1. - С. 45-53.

Банзаракцаева Туяна Геннадьевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник, лаборатория микробиологии, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6.

Инкенжинова Анна Дмитриевна, аспирант, лаборатория микробиологии, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6.

Хахинов Вячеслав Викторович, доктор химических наук, профессор, Байкальский институт природопользования СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, e-mail:[email protected]

Banzaraktsaeva Tuyana Gennadyevna, candidate of biological sciences, senior researcher, Laboratory of Microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova Str., 6

Inkenzhinova Anna Dmitrievna, postgraduate student, Laboratory of Microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova Str., 6

Khakhinov Vyacheslav Viktorovich, doctor of chemical sciences, professor, Baikal Institute of Nature Management SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova Str., 6, e-mail:[email protected]

УДК 551.481.1. © Е.Ю. Абидуева, Линху Ви, Чжао Жи, Шудин Вай,

В.В. Хахинов, Б.Б. Намсараев

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И РАСПРОСТРАНЕНИЕ БАКТЕРИЙ-ДЕСТРУКТОРОВ В МИНЕРАЛЬНЫХ ОЗЕРАХ МОНГОЛЬСКОГО ПЛАТО

Работа выполнена при финансовой поддержке интеграционного гранта СО РАН №94.

Представлены результаты физико-химического и микробиологического исследования минеральных озер Монгольского плато, характеризующихся высокими значениями рН (до 10,2). В воде и донных осадках изучена численность различных физиологических групп бактерий-деструкторов органического вещества.

Ключевые слова: минеральные озера, бактерии-деструкторы

E.Yu.Abidueva, Linhu Vi, Jie Zhao, Shudin Vai, V.V. Khakhinov, B.B. Namsaraev

PHYSICAL AND CHEMICAL CHARACTERISTICS AND DISTRIBUTION OF BACTERIA-DESTRUCTORS IN THE MINERAL LAKES OF MONGOLIAN PLATO

The results of physical and chemical and microbiological researches of Mongolian Plato’s mineral lakes are presented in the article. The lakes water is characterized by high value ofpH (up to 10,2). The number of different physiological groups of organic matter (OM) bacteria-destructors in the water and bottom sediments have been studied.

Keywords: mineral lakes, bacteria-destructors.

На обширной части Монгольского плато - от Забайкальских степей до Хинган - широко распространены минеральные озера [1]. Характерными особенностями минеральных озер являются высокая концентрация солей и щелочные условия, что создает экстремальные условия для развития биоты в водной толще и донных отложениях. Физико-химические условия содово-соленых водоемов препят-