Миграция микробиоты и химических элементов в составе аэрозолей, побережье г. Севастополя (черное море) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 551.557.550.424

Миграция микробиоты и химических элементов в составе аэрозолей, побережье г.Севастополя (Черное море)

Смирнова Л.Л1,2., Рябинин А.И.2

1Институт природно-технических систем РАН, Севастополь,

Россия

Севастопольское отделение Государственного океанографического института им. Н. Н. Зубова, Севастополь, Россия

Показано разнообразие микроводорослей в аэрозолях и атмосферных выпадениях на побережье г. Севастополя за период 2011 - 2014г.г. При миграции аэрозоли концентрируют редкоземельные Hf, Th, Sc, La, Ce и токсичные Cd, As, Hg, Cu, Zn элементы.

Ключевые слова: аэрозоль, дождевые выпадения, микроводоросли, редкоземельные элементы, тяжелые металлы

Migration of microbiota and the chemical elements as components of the aerosols, the coast of Sevastopol (Black Sea)

Smirnova L.L.1 and Rjabinin A.I 2 1,[email protected]; [email protected]

institute of the natural-and technical systems, RAS, Sevastopol, Russia

2Sevastopol Department of N.N. Zubov State Oceanographic Institute, Sevastopol, Russia

A variety of microalgae in aerosols and atmospheric precipitation on the coast of Sevastopol during the period 2012 - 2014 is shown. Aerosols accumulate rare earth Hf, Th, Sc, La, Ce and toxic Cd, As, Hg, Cu, Zn elements during migration.

Keywords: aerosols, rainfalls, microalgae, rare earths elements, heavy metals

Введение. В атмосфере Земли постоянно присутствуют взвешенные частицы - аэрозоли. Взвесь попадает в приземные слои атмосферы в результате разнообразных процессов, происходящих на подстилающих поверхностях, и переносится на большие расстояния [2]. Химический и биотический состав аэрозолей определяют деятельность человека, вулканическая активность, лесные экосистемы и процессы взаимодействия "океан-атмосфера". Микробиота в составе морских, терриген-ных и городских аэрозолей мигрирует в виде неактивных форм - цист, спор, семян растений и жизнеспособных клеток [3]. При седиментации под действием силы тяжести или с потоками дождевой воды аэрозоли являются источником химического и биотического загрязнения подстилающих поверхностей

В предлагаемой работе приведены результаты определения микроводорослей и некоторых групп химических элементов в аэрозолях и атмосферных выпадениях на побережье г. Севастополя.

Материалы и методы. В течение 2012 - 2014 г.г. отбирали пробы дождевой воды, снега и аэрозоля, который концентрировали на фильтры типа АФА-РМПЗ при скорости фильтрации воздуха 5,33 м3/ч. В высушенных пробах нейтронно-активаци-онным методом определяли содержание тяжелых металлов, рассеянных и редкоземельных элементов [1]. Для микробиологических исследований сухие фильтры промывали в дистиллирован-

с п _ ___

ной воде. В полученных суспензиях, дождевой воде и растаявшем снеге методом "живой капли" (световой микроскоп) определяли морфологические особенности микроводорослей. При отборе проб отмечали Твоздуха и направление ветра, в дождевой воде контролировали величину рН.

Результаты и их обсуждение. При морских ветрах южных и юго-западных направлений микробиота аэрозолей представлена диатомовыми водорослями, цианобактериями и их ассоциациями. Состав микробиоты динамичен, доминирующие виды и ассоциации микроводорослей имели значительные межгодовые

различия. В 2012г., при январских и февральских "весенних окнах" (Твоздуха днем достигала плюс 10 - 12оС), микроводоросли в атмосферных выпадениях встречались в течение всего года (рис.)

Рис. Разнообразие микроводорослей в аэрозолях и атмосферных выпадениях, 2012 г. (х600). А, Б, В - мигрирующий аэрозоль (июнь - октябрь); Г, Д, Ж, З, И - дождевая вода (март - декабрь); К, Л - снег (январь - март)

В летний и осенний периоды 2013 - 2014 г.г. в составе дождевой воды доминировали зеленые водоросли родов Trebouxia, Coelastrum, Closterium, цианобактерии семейства ОвсйЫопасеае, гетероцистные азотфиксаторы родов Calothrix, Tolypothrix. Коккоидные клетки рода Synechococcus встречались в аэрозолях и дождевых выпадениях с марта по ноябрь. В дождевой воде и растаявшем снеге в присутствии популяций микроводорослей величина рН возрастала до 6,8 - 8,2.

Химический состав аэрозолей различного типа более стабилен и различается по сезонам, в основном, количественными характеристиками. Для морского аэрозоля отмечено присутствие редкоземельных и рассеянных элементов И, ТИ (до 0.001 нМ/м3) и Бс, Ьа, Се (до 0.008 нМ/м3). При доминировании северных и северо-восточных ветров с континента на поверхность Черного моря в составе аэрозолей поступают токсичные элементы Сё, лб, ^ от 0.01 до 0.05 нМ/м3 и Си, 7п (0.8 - 1,0 нМ/м3).

В результате атмосферной циркуляции аэрозоли мигрируют на значительные расстояния и являются источникам химического и биотического загрязнения морских и пресноводных поверхностей в отдаленных друг от друга областях.

Библиографический список:

1.Миклишинский А.З., Яковлев Ю.В. Нейтронно-актива-ционный анализ атмосферных аэрозолей. К вопросу о глобальном загрязнении атмосферы / Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды.- Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - С. 32-52.

2.Николаев В.И., Руденко Е.И. Адсорбционные свойства пылевых частиц, переносимых ветром // Докл. АН СССР. - 1939, т.25, №7. - С. 185-190.

3.Smyrnova L.L., Rjabinin A.I Microbiological and Elemental Composition of Aerosols Falling on the Crimean Coast of the Black Sea // Paleontological Journal, 2013, Vol. 47, No. 10, pp. 1-7.

Bibliography:

1.Miklishinskii A.Z., Jakovlev Ju. V. Neitronno-aktivicionnii analith atmosfernik aerozolei. K voprosu o globalnom zagrjaznenii atmosferi [Neutron activation analysis of atmospheric aerosols. On the issue of global atmospheric pollution] Jaderno-fizicheskie metodi analiza v control okrudayushei srede. [Nuclear-physical methods of analysis in the environmental monitoring]. Leningrad:Gidrometeoiz-dat. - 1980. - p.p. 32-52 (in Russian).

2.Nikolaev V.I., Rudenko E.I., Adsorbcionnie svoistva pilevik chastitc, perenosimik vetrom [The adsorption properties of the dust particles carried by wind] Dokladi AN USSR[Reports of the USSR Academy of Sciences] - 1939,Vol.25 - p.p. 185-190 (in Russian).

3.Smyrnova L.L., Rjabinin A.I. Microbiological and Elemental Composition of Aerosols Falling on the Crimean Coast of the Black Sea // Paleontological J. - 2013, Vol.47, No. 10, - pp. 1-7.

Об авторах

Смирнова Людмила Леонидовна ([email protected])

Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, институт природно-технических систем РАН, Севастополь, Россия

Рябинин Анатолий Иванович

Кандидат химических наук, старший научный сотрудник, Севастопольское отделение Государственного океанографического института им. Н. Н. Зубова, Севастополь, Россия