CC BY
51
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
Н.Н. Зинин-Бермес, В.А. Громова, Л.П. Осипова
Кемеровская государственная медицинская академия, Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии,
г. Кемерово
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО САМООЧИЩЕНИЯ ВОДЫ РЕКИ ТОМИ И ЕЕ ТОКСИЧНОСТИ
Микрофлора реки Томи в значительной мере способна утилизировать не только полипептиды (пептон) и полисахариды (крахмал), но и нефтепродукты (дизельное топливо) и фенол. Микробы-потребители загрязнений в условиях Сибири приобрели значительную устойчивость к холоду. Даже утилизация фенола не осуществляется только при 4?, но активна при 16°С и 22°С.
Не обнаружено четкой связи между общей токсичностью воды и ее способностью к биологическому самоочищению.
Отобранные тесты Госкомгидромета пригодны для определения токсичности воды реки Томи и ее способности к биологическому самоочищению.
Microflora of Tom-river in great measure is able to utilize not only polysugars (starch), but also oil products (dizel) and fenol. Microbes - the users of pollutions in conditions of Siberia have got resistance to cold. Even the utilization of fenol does not take place at 4?C, but is active at 16°C and 22°СС.
No correlation between general toxity of water and its ability for biological self-rinsing was found.
Selected tests of Goscomhydromet are valid for determination of water toxicity and its ability for biological self-rinsing.
Мы, жители городов и поселков, расположенных на реке Томи, пьем воду, содержащую около 200 видов одних только техногенных загрязнений.
Разговор о загрязнениях — это не только сожаление о судьбе гибробионтов. Приходится помнить, что организм человека на 60 % своей массы состоит из воды.
Общая ядовитость техногенных загрязнений — это не сумма токсичности каждого из них. Эти вещества реагируют друг с другом и получаются новые токсиканты. Следовательно, для получения представления о вредности воды нужны методы интегральной оценки токсичности всего букета загрязнений. Такие методы должны базироваться на использовании живых тест-объектов [1, 2]. Из всех гидробионтов наиболее пригодны в качестве живых индикаторов бактерии, поскольку более высоко организованные существа не выносят длительного содержания в условиях лаборатории.
Почему пойма реки не превратилась в безлюдную пустыню? Это связано с рядом факторов. Вероятно, не последний из них — большой запас прочности организма здесь проживающих. Но объективно эта причина уже изживает себя. Об этом свидетельствуют заявления педиатров о том, что совершенно здоровые дети у нас в меньшинстве. Не радует и
средняя продолжительность жизни наших сограждан.
Важный фактор, влияющий на состояние Томи, — это естественный процесс биологического самоочищения воды. Теоретически эта проблема, являющаяся мировой, изучена во многих деталях. Однако процесс самоочищения Томи почти никто не изучал. Только в девяностых годах прошлого столетия, в связи со значительным финансированием проекта Крапивин-ского водохранилища, кафедра микробиологии Кемеровской государственной медицинской академии получила возможность включиться в это дело.
Представляется полезной публикация отобранных нами методик Госкомгидромета, позволяющих заглянуть в механизмы самоочищения реки Томь, главной водной артерии области.
Цель исследования — подбор и разработка методов определения способности воды реки Томь к биологическому самоочищению и определение влияния общей токсичности воды на процессы самоочищения.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследовали пробы воды, взятые из створов реки «Металлплощадка» и «Подъяково». В воду до-
ОУШщит ..
вКуэбассе N2 2 2007 29
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО САМООЧИЩЕНИЯ ВОДЫ РЕКИ ТОМИ И ЕЕ ТОКСИЧНОСТИ
бавляли дозированное количество загрязнителей и наблюдали их утилизацию водной микрофлорой. В качестве легко усвояемых веществ использовали пептон и крахмал, в качестве трудно утилизируемых — дизельное топливо и фенол. Об утилизации пептона судили по возрастанию концентрации бактерий в пробах воды с добавлением 2 % этого вещества за 24 часа инкубации при 32°С. Возрастание мутности оценивали турбициметрией с помощью ФЭК.
Интенсивность утилизации крахмала учитывали по времени, необходимому для полного его расщепления водной микрофлорой при исходной концентрации в пробе 2 %. О полной утилизации судили по отрицательной йодной пробе. Об активности работы нефте- и фенолокисляющих бактерий судили по титрам (следовательно, концентрации) их в пробе воды и по минимальному времени в сутках, необходимому для проявления расщепления этих продуктов. Титры определяли путем засева постепенно уменьшающихся количеств воды (от 0,1 до 0,0000001 мл на среды Диановой-Ворошиловой и Егоровой с учетом расщепления нефтепродукта или фенола через 3, 7 и 14 дней [1]. Минимальное время, необходимое для проявления признаков расщепления указанных продуктов регистрировали после засева по 0,2 мл неразведанных исследуемых вод на те же среды, инкубация при 30°С. По нашему мнению, определение только титров (иными словами, только концентраций) нефте- и фенолокисляющих бактерий в воде, как это принято в системе Госкомгидромета, дает весьма неполное представление о способности воды к биологическому самоочищению от соответствующих загрязнений. Дело в том, что существует не один, а несколько видов бактерий, способных утилизировать нефтепродукты и фенол, и поскольку эти виды не могут «работать» одинаково энергично, а количественное отношение особей каждого вида не может дать реального представления о способности к самоочищению.
Опытным путем отобрали из 53 культур разного происхождения клебсиеллу, наиболее чувствительную к токсичности воды, подходящую для использования в качестве тест-культуры. В опыте в каждый сосуд с водой и 2 % пептона добавляли по 1 мл 3 млрд. взвеси тест-культуры на 10 мл, измеряли степень мутности с помощью ФЭК. После инкубации проб при 37°С на протяжении суток опять измеряли мутность и рассматривали ее возрастание, как находящееся в обратной зависимости от величины токсичности.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В речной воде при добавлении к ней 2 % пептона и инкубации при 32°С на протяжении суток концентрация бактерий возрастала и, соответственно, возрастала мутность. По показаниям ФЭК, мутность воды из створа «Металлплощадка» стала на 0,21, а из створа «Подьяково» — на 0,10 шкалы абсорбции ФЭК выше.
В таблице 1 показано, как нормальная микрофлора воды утилизирует полисахарид (крахмал) при разных температурах.
Таблица 1
Скорость утилизации крахмала водной микрофлорой в зависимости от температуры инкубации (в сутках)
Вода из створов Температура инкубации
Томи г-- т иэ
"Металлплощадка" "Подьяково" т т ^ 1_Л
Видно, что утилизация полисахарида нормальной микрофлорой воды сильно зависит от температуры. При 16°С и 37°С активность микрофлоры в отношении усвоения крахмала одинакова в пробах, взятых выше и ниже города. При 4°С активность утилизации была несколько выше в более чистой воде из створа «Металлплощадка», что, вероятно, объясняется разностью в токсичности.
Титры нефтеокисляющих бактерий находились в зависимости от места отбора проб и времени инкубации посевов. На створе «Металлплощадка» они колебались от 10-1 на 3-и сутки до 10-6 на 14-е сутки, а на створе «Подъяково» — от 10-4 на 3-и сутки до 10-7 на 14-е сутки. Можно предположить, что концентрация нефтеокисляющих бактерий зависит от количества попадающих в водоток нефтепродуктов и, возможно, от конкурентного влияния другой микрофлоры.
Иногда наблюдали, что при инкубации опытных пробирок в термостате более 3-х суток (по рекомендации методической литературы Госкомгидромета) титры нефтеокисляющих бактерий повышались (табл. 2). Наиболее простым, но не единственным, объяснением может быть то, что в пробе воды могут присутствовать потребители нефтепродуктов разных видов с разной скоростью размножения.
Таблица 2
Время, необходимое для проявления нефте-и фенолокисляющего действия микрофлоры реки Томи при разных температурах (в сутках)
Створы отбора проб
0киспение "Металлплощадка"
нефтепродуктов "Подьяково" Окисление "Металлплощадка"
фенола "Подьяково"
Температура
4° 16° 22°
7 4 3
5 4 3
- 4 4
- 7 6
Примечание: "-" - за месяц наблюдения расщепляющая активность не выявлена.
Определение титров фенолокисляющих бактерий выявило их незначительные колебания от 7-го до 14-го дня культивирования.
Возможно, что в ряде случаев неудачи в определении титров фенолокисляющих бактерий связаны с тем, что по принятым методикам Госкомгид-ромета исследуется вода в малых количествах и разведенная не менее чем в 10 раз, а наблюдение ведется не более 14 дней. При определении времени, необходимого для проявления нефте- и феноло-
Мп т опт СУПЯскщиШ
30 2 2007 в Кузбассе
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
кисляющего действия микрофлоры воды, мы попробовали использовать не разведенную воду, и вели наблюдение до 30 дней.
Таким образом, полученные данные показали, что оба способа выявления утилизации трудно окисляемых веществ примерно равноценны. Утилизация фенола не выявляется при 4°С, даже при наличии в пробе соответствующих бактерий-потребителей.
При рассмотрении всех представленных материалов установлено, что распространенное представление о том, что процессы биологического самоочищения воды могут активно проходить только при температуре не ниже 20°С [3], не может быть принято для такой реки, как Томь, где длительное время складывался биоценоз холодолюбивых бактерий.
ЛИТЕРАТУРА:
Общую токсичность воды определяли с целью распознать ее влияние на биологические процессы самоочищения.
Результаты исследования показали, что в воде из створов «Металлплощадка» и «Подъяково» размножение тест-культуры Klebsiella pneumoniae задерживается (0,2 ед. мутности — левый берег и 0,3 ед. мутности — правый берег), по сравнению с контролем — 0,5 ед. мутности. Отсюда следует, что общая токсичность воды, связанная со сбросами г. Кемерово, примерно одинакова на протяжении отрезка реки «Металлплощадка» — «Подъяково», и не оказывает заметного влияния на утилизацию нормальной микрофлорой использованных в опытах веществ.
1. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений /Под ред. В.А. Абакумова. - Л., 1983. - 239 с.
2. Брызгало, В.А. Методы биоиндикации и биотестирования природных вод /В.А. Брызгало, Т.А. Хоружая. - Л., 1987. - 89 с.
3. Сафонова, Н.Н. Не опоздать /Н.Н. Сафонова //Земля Кузнецкая. - Кемерово, 1989. -С. 82-89.
ТРЕНИРОВКИ И СТРОГАЯ ДИЕТА МОГУТ ВЫЗВАТЬ РАЗРУШЕНИЕ КОСТЕЙ Ученые из Университета Огайо (Ohio University) сообщают, что женщины в возрасте до 30 лет подвергают себя риску разрушения костей, если они придерживаются строгой диеты и регулярных чрезмерных тренировок. Тысячи женщин серьезно ограничивают себя в питании и подвергают серьезным нагрузкам в фитнес-клубах, контролируя вес, и при этом не замечают явных признаков недоедания. Предыдущие исследования показали, что недостаточно калорийная пища нарушает репродуктивную систему и затрудняет формирование костей у девушек. Если у молодой женщины прекратился менструальный цикл - это предупреждение о том, что происходят потери в костной ткани. Ученые утверждают, что формирование кости продолжается и во взрослой жизни, поскольку старая кость непрерывно заменяется новой. Низкая плотность костной ткани подвергает женщин более высокому риску стрессовых или усталостных переломов и может привести к остеопорозу. Усталостный перелом - это крошечные трещинки в кости, вызванные ритмичными, повторяющимися нагрузками. Остеопороз - системное заболевание скелета, при котором происходит снижение массы костной ткани и нарушение строения костей.
Источник: Svobodanews.ru.
ОУШщит ..
вКуэбассе |№ 2 2007 31
