Гидрохимические и микробиологические характеристики озер Алгинское Большое и Гуджирганское (Бурятия) Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Е.Ю. Абидуева, Н.Б. Дондупова, В.В. Хахинов. Гидрохимические и микробиологические характеристики озер Алгинское Большое и Гуджирганское (Бурятия)

УДК 551.481.1

ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЗЕР АЛГИНСКОЕ БОЛЬШОЕ И ГУДЖИРГАНСКОЕ (БУРЯТИЯ)

Е.Ю. Абидуева, Н.Б. Дондупова, В.В. Хахинов

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке грантов МО РФ РНП.2.1.1/2165,

МО РФ № РНП.2.1.1, программы "Фундаментальные исследования и высшее образование"

(НОЦ-017 "Байкал"), интеграционных грантов Президиума СО РАН №38 и №95.

Представлены результаты гидрохимического и микробиологического исследования содово-соленых озер Баргузинской долины, характеризующихся высокими значениями рН (8,9-9,4). В воде и донных осадках изучены численности различных физиологических групп бактерий-деструкторов органического вещества (ОВ), определен количественный состав.

Ключевые слова: содово-соленые озера, бактерии-деструкторы, органическое вещество.

HYDRO-CHEMICAL AND MICROBIOLOGICAL PARAMETERS OF THE LAKES ALGINSKOYE BOLSHOYE

AND GUDZHIRGANSKOYE (BURYATIA)

E.Yu. Abidueva, N.B. Dondupova, V.V. Khahinov

The results of hydrochemical and microbiological investigations of Barguzin valley soda-saline lakes, characterized high pH (8,9-9,4), are presented in the article. The number of different physiological groups of bacteria-destructors of organic matter (OM) was studied in the water and bottom sediments, quantitative structure had been determined.

Keywords: soda-saline lakes, bacteria-destructors, organic matter.

Водные системы Баргузинской долины, к которым относятся исследуемые озера, отличаются большим разнообразием. В бассейне реки Баргузин встречаются разнообразные по химическому составу воды - пресные, содово-соленые, солоноватые озера, холодные и горячие минеральные источники, большие и малые притоки [1]. Площадь распространения Алгинских озер приурочена к одноименной впадине неогенового возраста, отделенной от основной Баргузинской впадины продолжением Алгинского отрога Икатского хребта [2].

Содово-соленые озера - экстремальные экосистемы и уникальные природные объекты. Микробиологические исследования, проведенные в содово-соленых озерах разных континентов, показали, что в них активно функционирует алкалофильное микробное сообщество, которое является основной живой компонентой в экстремальных условиях этих озер. Эти бактерии осуществляют биогеохими-ческие процессы при высоких значениях рН и минерализации. В содово-соленых водоемах не происходит накопления органического вещества и, следовательно, сообщество должно обладать всеми основными функциональными группами организмов, обеспечивая замкнутый цикл веществ [3].

Цель работы - изучение гидрохимических параметров воды и распространения различных физиологических групп бактерий-деструкторов органического вещества в содово-соленых озерах Баргузинской долины: Алгинское Большое и Гуджирганское.

Исследуемые содово-соленые озера невелики, мелководны и имеют относительно малые площади (табл. 1). Вода озер имеет высокие показатели рН и минерализации. Значения минерализации воды озер в период исследований варьировались от 12 до 26 г/дм3. В период отбора проб показатели температуры воды в озерах колебались от +10 до +120С. Значения рН воды в исследованных озерах находились в щелочной области и варьировали от 8,9 до 9,4. Исследование ионно-солевого состава исследуемых озер показало, что их характерной особенностью является преобладание в них ионов натрия (табл. 2). В водах озер Алгинское Большое и Гуджирганское содержание ионов калия составляло 45 и 5709 мг/дм3, ионов кальция - 104 и 48 мг/дм3, ионов магния - 57,6 и 283 мг/дм3 соответственно.

По анионному составу в обоих исследуемых озерах установлено преобладание сульфат-ионов, их концентрации были равны 1260 мг/дм3 (оз. Алгинское Большое) и 18900 мг/дм3 (оз. Гуджирганское). Хлориды - постоянный компонент воды, его содержание в озерах колебалось от 108,5 до 3795,6 мг/дм3. Концентрация гидрокарбонатов в водах исследуемых озер варьировала от 73,2 до 2074 мг/дм3. Содержание карбонатов в озерах колебалось от 2,4 мг/дм3 (оз. Алгинское Большое) до 600 мг/дм3 (оз. Гуджирганское).

2011/3

Таблица 1

Морфометрические и физико-химические показатели воды исследуемых озер

Озеро Местоположение Дата И, м 8, км2 ,Т о о рН М, г/дм3

Алгинское Большое Баргузинский р-н, Республика Бурятия октябрь, 2010 1,3 1,08 +12 8,9 12

Гуджирганское Баргузинский р-н, Республика Бурятия октябрь, 2010 0,8 0,30 +10 9,4 26

И - глубина озера; 8 - площадь озера в момент исследования; М - минерализация.

Таблица 2

Катионно-анионный состав воды исследуемых озер, мг/дм3

Озера Совг, % к+ Ыа+ Са2+ М^2+ со32- нсо3- 8042- С1-

Алгинское Большое 0,69 45 684 104 57,6 2,4 73,2 1260 108,5

Гуджирганское 0,61 5709 17600 48 283 600 2074 18900 3795,6

В содово-соленые озера помимо автохтонного органического вещества поступает аллохтонное органическое вещество с прибрежных участков в виде растительного остатка. Значения концентрации ОВ (органического вещества) в осадках озер Алгинское Большое и Гуджирганское в период исследования составляли 0,69 и 0,61% сухого остатка соответственно (табл. 2). Автохтонное и аллохтонное органическое вещество в дальнейшем подвергается разнообразным превращениям, общим итогом которых является постепенное разрушение органического вещества - его деструкция. Согласно современным представлениям, микробное сообщество содовых озер имеет все основные группы микроорганизмов осуществляющих деструкцию органического вещества вплоть до полного его разложения [3]. Распространение алкалофильных бактерий-деструкторов органического вещества было изучено в воде и донных осадках исследуемых озер. Определены численности амилолитических и цел-люлоразлагающих бактерий в различных пробах при помощи метода предельных разведений [4] (табл. 3).

Таблица 3

Максимальная численность бактерий-деструкторов в озерах, кл/мл

Озеро Проба Амилолитики Целлюлолитики

аэробы анаэробы аэробы анаэробы

Алгинское Большое Вода 105 107 109 107

Ил 105 105 107 107

Гуджирганское Вода 105 104 108 106

Ил 105 105 107 107

Среди исследуемых групп бактерий-деструкторов наиболее многочисленными были целлюлоли-тические бактерии. Преобладание данной группы бактерий, возможно, связано с широким распространением легкогидролизуемого субстрата. Количество амилолитических бактерий в воде и донных осадках на 2-3 порядка ниже, чем целлюлолитиков. Исследуемые водные экосистемы характеризовались высокими значениями численностей целлюлолитиков до 109 кл/мл. Учет численности амилолитических бактерий выявил от 104 до 107 кл/мл. Сравнительный анализ показал, что в воде исследуемых озер аэробных клеток целлюлолитиков было больше, чем анаэробных.

Таким образом, озера Алгинское Большое и Гуджирганское являются неглубокими, мелководными, с относительно малыми площадями водного зеркала водоемами. Значения рН воды в исследованных озерах находились в щелочной области (до 9,4). Значения минерализации составляли 12 и 26 г/дм3. Изучение катионно-анионного состава воды исследуемых озер позволило установить, что доминирующими ионами являлись катионы натрия и анионы сульфатов. Концентрация ОВ в осадках озер Большое Алгинское и Гуджирганское в период исследования составляла 0,69 и 0,61% сухого остатка соответственно.

Микробиологические исследования показали, что в воде и донных отложениях исследуемых озер распространены различные физиологические группы алкалофильных бактерий-деструкторов, максимальные численности которых достигали до 109 кл/мл.

Литература

1. Обожин В.Н., Богданов В. Т., Кликунова О.Ф. Гидрохимия рек и озер Бурятии. - Новосибирск: Наука, 1984. - 150 с.

2. Намсараев Б.Б., Зайцева С.В., Хахинов В.В. и др. Минеральные озера и источники Баргузинской долины. - Улан-Удэ: Изд-во БГУ, 2007. - 100 с.

3. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н., Кевбрин В.В. Алкалофильное микробное сообщество и его функциональное разнообразие // Микробиология. - 1999. - Т.65, №5. - С. 579-599.

4. Практикум по микробиологии / под ред. А.И. Нетрусова. - М.: Академия. - 2005. - 607 с.

Абидуева Елена Юрьевна, доктор биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория микробилогиии, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6.

Дондупова Наталья Базаржаповна, магистрант, Бурятский государственный университет, 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а.

Хахинов Вячеслав Викторович, доктор химических наук, профессор, Байкальский институт природопользования СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 8.

Abidueva Elena Yurievna, doctor of biology, senior researcher, laboratory of microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS.

Dondupova Natalya Bazarzhapovna, graduate student, Buryat State University.

Khahinov Vyacheslav Victorovich, doctor of chemistry, professor, Baikal Institute of Nature Management, SB RAS.

УДК 550.42 (571.54)

ДЕЙТЕРИЙ И КИСЛОРОД-18 ВОДЫ АЗОТНЫХ ТЕРМ БАУНТОВСКОЙ ГРУППЫ

(БАЙКАЛЬСКАЯ РИФТОВАЯ ЗОНА)

Л.В. Замана

Работа выполнена при поддержке интеграционного проекта СО РАН и ДВО РАН №87 «Геохимия и источники вещества термальных вод Сибири и Дальнего Востока»

Изотопный состав терм соответствует метеорным водам, но отмечается кислородный сдвиг по отношению к линии Крейга в сторону утяжеления, который объясняется испарением воды на поверхности. Предполагается фракционирование дейтерия и кислорода при взаимодействии воды с силикатными породами.

Ключевые слова: азотные термы, изотопный состав, дейтерий, кислород-18, фракционирование изотопов.

DEUTERIUM AND OXYGEN-18 OF NITROGEN THERMS WATER OF BAUNT GROUP

(BAIKAL RIFT ZONE)

L.V. Zamana

Isotopic composition of therms corresponds to meteoritic waters but an oxygen shift towards the line in the direction of Craig's weighting is observed, it is explained by evaporation of water on the surface. It is assumed fractionation of deuterium and oxygen during interaction of water — silicate rocks interaction.

Keywords: nitric therms, isotopic composition of deuterium and oxygen-18 isotope fractionation.

Изотопы воды рассматриваются как наиболее информативный показатель ее инфильтрационной, седиментационной или эндогенной природы. Общепринято считать, что инфильтрационные, первично атмосферные (метеогенные) воды по изотопному составу водорода соответствуют питающим их атмосферным осадкам [1, 2], тогда как по кислороду состав может изменяться из-за изотопного обмена с вмещающими породами. По результатам определений изотопного состава атмосферных осадков в различных точках земного шара была выявлена строгая линейная зависимость между концентрациями в них тяжелых стабильных изотопов воды - дейтерия и кислорода-18, которая по отношению к океаническому стандарту (SMOW) описывается уравнением 5D = 851SO + 10 (%о) [3]. Соответствующая ему линия по имени автора публикации получила название линии (кривой) метеорных вод Крейга.

Исследованиями изотопного состава азотных терм Байкальской рифтовой зоны (БРЗ) ранее было показано, что вода их имеет атмосферное происхождение. Вариации дейтерия и кислорода-18 в ней не выходили за пределы соответственно -108_____-190 и -13,2...-19,6 %о [4] при изменениях в водах ат-

мосферных осадков, рек и озер Восточной Сибири от -65 до -190 по D и от -9 до -20 %о по 18O [5]. Эти выводы не стали, однако, препятствием для поиска новых доказательств эндогенного источника воды терм, теперь уже не в результате глубинного (магматогенного) ее поступления, а вследствие образования из исходного сухого углеводородного мантийного флюида [6]. Последние изотопные измерения состава