Научная статья на тему 'Микобиота воздушной среды обитания в зоне воздействия промышленных предприятий на Кольском полуострове'

Микобиота воздушной среды обитания в зоне воздействия промышленных предприятий на Кольском полуострове Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
303
101
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ГРИБЫ / ВОЗДУШНАЯ СРЕДА / ПОТЕНЦИАЛЬНО ПАТОГЕННЫЕ ГРИБЫ / ЗАГРЯЗНЕНИЕ / MICROSCOPIC FUNGI / AIR ENVIRONMENT / POTENTIALLY PATHOGENIC FUNGI / POLLUTION

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Корнейкова Мария Владимировна

Выполнен анализ микобиоты воздушной среды в летний и осенний периоды 2012 г. на различных расстояниях от медно-никелевого комбината «Печенганикель» и Кандалакшского алюминиевого завода. Отмечена тенденция к увеличению численности микроскопических грибов по мере удаления от комбината «Печенганикель»: в пределах 5 км 2-22 КОЕ/м 3, на расстоянии 7-50 км от 55 до 250 КОЕ/м 3. Вблизи Кандалакшского алюминиевого завода выявлена более высокая численность микроскопических грибов по сравнению с удаленными участками (830 КОЕ/м 3 в 0.5 км, на удаленных участках 35135 КОЕ/м 3). В воздухе обоих комбинатов наиболее разнообразно представлены грибы р. Penicillium. Вблизи медно-никелевого комбината доминировали виды Gongronella butleri и Penicillium raistrickii, в районе алюминиевого завода Cladosporium oxysporum, P. raistrickii. В воздушной среде были обнаружены потенциально-патогенные грибы: рр. Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Cladosporium, Peniicillium.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Корнейкова Мария Владимировна

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

MICOBIOTA OF AIR ENVIRONMENT IN THE IMPACT AREA OF INDUSTRIAL ENTERPRISES ON KOLA PENINSULA

The analysis of the air mycobiota was carried out in the summer and autumn 2012 at different distances from the emission source of ''Pechenganickel" copper-nickel and Kandalaksha Aluminium Plant. The tendency to increase the number of microscopic fungi was registered with growing the distance from "Pechenganickel"; it was 2-22 CFU/m 3 within 5 km and ranged from 55 to 250 CFU/m for distances 7-50 km. Close to the Kandalaksha Aluminium Plant, the higher number of microscopic fungi was noted as compared with distant plots (830 CFU/m 3 at 0.5 km, 35-135 CFU/m 3 at distant plots). Fungi g. Penicillium were the most diverse in the air of both plants. Near the copper-nickel plant, species of Gongronella butleri and Penicillium raistrickii dominated, near the aluminium plant they were Cladosporium oxysporum, P. raistrickii. Near the industrial centers, potentially pathogenic fungi of the genera Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Cladosporium, Peniicillium were found in the air.

Текст научной работы на тему «Микобиота воздушной среды обитания в зоне воздействия промышленных предприятий на Кольском полуострове»

УДК 579.26/504.3.054

МИКОБИОТА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА КОЛЬСКОМ ПОЛУОСТРОВЕ М.В. Корнейкова

Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН

Аннотация

Выполнен анализ микобиоты воздушной среды в летний и осенний периоды 2012 г. на различных расстояниях от медно-никелевого комбината «Печенганикель» и Кандалакшского алюминиевого завода. Отмечена тенденция к увеличению численности микроскопических грибов по мере удаления от комбината «Печенганикель»: в пределах 5 км - 2-22 КОЕ/м3, на расстоянии 7-50 км - от 55 до 250 КОЕ/м3. Вблизи Кандалакшского алюминиевого завода выявлена более высокая численность микроскопических грибов по сравнению с удаленными участками (830 КОЕ/м3 в 0.5 км, на удаленных участках - 35135 КОЕ/м3). В воздухе обоих комбинатов наиболее разнообразно представлены грибы р. Penicillium. Вблизи медно-никелевого комбината доминировали виды Gongronella butleri и Penicillium raistrickii, в районе алюминиевого завода - Cladosporium oxysporum, P. raistrickii. В воздушной среде были обнаружены потенциально-патогенные грибы: рр. Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Cladosporium, Peniicillium.

Ключевые слова:

микроскопические грибы, воздушная среда, потенциально патогенные грибы, загрязнение.

Атмосферный воздух не является благоприятной средой для развития микроскопических грибов. Микобиота воздуха зависит от состояния почвы и растительности района. Почва - основной источник загрязнения воздуха микромицетами. Количественный и качественный состав микобиоты атмосферного воздуха может существенно изменяться в зависимости от климатических условий, времени года, близости промышленных предприятий и других факторов. Повсеместное развитие и спороношение грибов в окружающей среде приводит к попаданию спор в воздушные потоки и делает неизбежным их контакт с органами дыхания человека [1].

На территории Мурманской обл. расположены крупные промышленные предприятия, такие как Кандалакшский алюминиевый завод (КАЗ), медно-никелевый комбинат «Печенганикель». Выбросы предприятий оказывают негативное влияние на состояние почвы и почвенной микобиоты, на видовой состав, структуру комплексов микромицетов, долю условнопатогенных грибов [2-5].

Цель настоящей работы - проведение микологической оценки воздуха над участками, расположенными в зоне воздействия алюминиевого и медно-никелевого предприятий.

Объекты и методы исследований

Выполнен отбор проб воздуха по градиенту загрязнения (трансекте) аэротехногенными выбросами комбината «Печенганикель» в юго-западном направлении к заповеднику «Пасвик» с шагом 1-5 км, общей протяженностью 50 км (18-21 июня 2012 г.) и в области влияния выбросов Кандалакшского алюминиевого завода на участках, расположенных в 0.5, 2, 5, 10, 20, 50 км от источника выбросов (10 июня, 11 сентября 2012 г.). Отбор проб воздуха над площадками осуществляли автоматическим переносным пробоотборником ПУ-1Б, с принудительным осаждением микробов из воздуха на поверхность питательной среды - мясо-пептонного агара. Пропускали по 250 л воздуха на каждой площадке в 3 повторностях.

Результаты и обсуждение Численность микроскопических грибов

Отмечается тенденция к увеличению численности микроскопических грибов по мере удаления от комбината «Печенганикель» (рис. 1). Численность микромицетов в пределах 5 км составляла 2-22 КОЕ/м3 . По мере удаления от источника выбросов их количество увеличивалось до 55-250 КОЕ/м3. В ранее опубликованных работах [6] сообщалось о бактериальном загрязнении воздуха вблизи промышленного центра, чему немало способствует почва этих территорий - эродированная и без наземной растительности. Прослеживается прямая зависимость содержания грибных пропагул в воздухе (в большинстве случаев это споры, имеющие защитные механизмы к неблагоприятным факторам) от их содержания в почве. Именно из почвы поступает в воздух основное количество грибов-микромицетов. Увеличение численности грибов на удаленных участках, расположенных в лесу, можно объяснить попаданием грибных спор из почвы и с поверхности растений в воздух.

Рис. 1. Численность микроскопических грибов по мере удаления от комбината «Печенганикель»

1000

800

600

400

200

КОЕ/мЗ

Рис. 2. Динамика снижения численности микроскопических грибов по мере удаления от источника выбросов Кандалакшского алюминиевого завода

В зоне воздействия выбросов Кандалакшского алюминиевого завода, напротив, отмечается снижение численности микроскопических грибов по мере удаления от источника выбросов, причем резкое снижение начинается уже с удаленности в 2 км (рис. 2). На участке 0.5 км от завода численность грибов достигала 830 КОЕ/м3, далее - 35-135 КОЕ/м3.

Видовое разнообразие и структура комплексов микроскопических грибов

В районе влияния выбросов комбината «Печенганикель» выделено 14 видов микроскопических грибов, относящихся к 5 родам. Таксономическая структура выявленной микобиоты представлена отделами Zygomycota (1 вид класса ІпеєПає ъейгъ), и Ascomycota (13 видов из 4 родов, 4 семейств, 4 порядков и 2 классов Eurotiomycєtєs и Dothidєomycєtєs) (табл. 1). Наиболее многовидовой род Pєnicillium представлен 9 видами (65% родового разнообразия выявленной микобиоты), 1 род Aurєobasidium включает в себя 2 вида. Остальные 3 рода представлены по одному виду в каждом.

Таблица 1

Таксономическая структура микобиоты воздуха в зоне воздействия выбросов комбината «Печенганикель» (по www.speciesfungorum.org)

Отдел Класс Порядок Семейство Род Кол-во видов

Zygomycota Incertae sedis Mucorales Cunninghamellaceae Gongronella 1

Ascomycota Eurotiomycetes Eurotiales Trichocomaceae Penicillium 9

Dothideomycetes Dothideales Dothioraceae Aureobasidium 2

Capnodiales Davidiellaceae Cladosporium 1

Pleosporales Pleosporaceae Alternaria 1

Вблизи комбината (1-2 км) видовое разнообразие грибов представлено 1 видом (Gongronella butleri) и группой грибов со стерильным мицелием (табл. 2). Начиная с 3 км, разнообразие грибов увеличивается и составляет 6-7 видов на участке. С 16-километровой дистанции количество выделенных видов возрастает до 7-11, достигая максимальных значений в 30-40-километровой зоне. Наиболее часто встречались в воздухе исследуемых участков грибы Aureobasidium pullulans, Penicillium raistrickii, чуть реже Cladosporium cladosporioides, P. multicolor, P. spinulosum, P. thomii, P. trzebinskii. Анализ значений индекса обилия видов показал, что вблизи комбината (3-16 км) доминировал вид Gongronella butleri, на 35 и 50 км -P. raistrickii, на 10, 20 и 40 -грибы со стерильным мицелием, на 25 км - Aureobasidium pullulans, на 30 - P. trzebinskii.

Наибольшее видовое множество грибов отмечалось в 16-50 км: 5 видов фиксировалось только на этих участках (Aureobasidium pullulans var. melanogenum, Penicillium chermesinum, P. decumbens, P. glabrum, P. hirsutum var. hirsutum) и не были выделены из воздуха области, расположенной ближе к комбинату «Печенганикель». Вид Gongronella butleri, напротив, был отмечен только вблизи комбината и в 13 км от источника выбросов.

В комплексе микромицетов в районе комбината «Печенганикель» выделено 6 видов грибов, относящихся к группе условно-патогенных. Это грибы родов Alternaria, Aureobasidium, Cladosporium, Penicillium, вызывающие различные заболевания органов дыхания, кожных покровов, способствующих развитию аллергических реакций.

В зоне воздействия алюминиевого завода выделено также 14 видов микроскопических грибов, относящихся к 7 родам и группа грибов со стерильным мицелием. Таксономическая структура выявленной микобиоты обозначена отделами Zygomycota (1 вид класса Incertaesedis), и Ascomycota (13 видов из 5 родов, 5 семейств, 5 порядков и 4 классов Eurotiomycetes, Sordariomycetes, Dothideomycetes и Leotiomycetes) (табл. 3). Наиболее многовидовой род Penicillium представлен 7 видами (50% родового разнообразия выявленной микобиоты), 1 род Cladosporium включает в себя 2 вида. Остальные 5 родов показаны 1 видом каждый.

Происходит снижение видового разнообразия комплексов микроскопических грибов при загрязнении выбросами алюминиевого завода (табл. 4). Вблизи комбината видовое разнообразие грибов-аэробионтов представлено 7 видами, на фоновом участке - 11 видами. По показателю индекса обилия на участке 2 км от источника выбросов доминировал гриб Cladosporium oxysporum на 10 км - Penicillium raistrickii и C.oxysporum, а на фоновом участке - грибы рода Torulan чуть меньше грибы со стерильным мицелием. Виды Aspergillus fumigatus и P. commune

встречались только в 2-километровой зоне, P. miczynskii и Sclerotinia sclerotiorum - только на фоновом участке. Пять видов встречались на всех исследуемых участках: C. oxysporum, P.raistrickii, P. thomii, Torulasp., Umbelopsis isabellina.

Таблица 2

Видовое разнообразие комплексов микроскопических грибов воздуха по градиенту загрязнения от комбината «Печенганикель»

Вид Расстояние от завода, км

1 2 3 5 7 10 13 16 20 25 30 35 40 50

Alternaría alternata (Fr.) Keissl. + + + + +

Aureobasidium pullulans var. melanogenum Herm.-Nijh. + + + +

Aureobasídíumpullulans(De Bary) Arnaud + + + + + + + + + + +

Cladosporíum cladosporíoídes(Fresen.)Sacc. + + + + + + + + +

Gongronella butleri (Lendn.) Peyronel et Dal Vesco + + +

Penicillium chermesinum Biourge +

P. decumbensThom +

P. glabrum (Wehmer) Westling + + +

P. hirsutum var. hirsutum Dierckx + + +

P. multicolor Grig.-Man. Et Porad. + + + + + + + + +

P. raistrickii G.Sm. + + + + + + + + + + +

P. spínulosumThom + + + + + + + +

P. thomii Maire + + + + + + + +

P. trzebínskííK.M.Zalessky + + + + + + + + +

Sterilia mycelia + + + + + + + + + + + + +

Примечание. Жирным шрифтом выделены условно-патогенные грибы.

Таблица 3

Таксономическая структура микобиоты воздуха в зоне воздействия Кандалакшского алюминиевого завода (по www.speciesfungorum.org)

Отдел Класс Порядок Семейство Род Кол-во видов

Zygomycota Incertae sedis Mucorales Umbelopsidaceae Umbelopsis 1

Ascomycota Eurotiomycetes Eurotiales Trichocomaceae Aspergillus 1

Penicillium 7

Sordariomycetes Microascales Incertae sedis Torula 1

Dothideomycetes Pleosporales Pleosporaceae Curvularia 1

Capnodiales Davidiellaceae Cladosporium 2

Leotiomycetes Helotiales Sclerotiniaceae Sclerotinia 1

В зоне воздействия Кандалакшского алюминиевого завода выделено 8 видов микроскопических грибов, относящихся к группе условно-патогенных. Это грибы родов Aspergillus, Cladosporium, Penicillium.

Степень сходства видового состава комплексов микромицетов-аэробионтов в области влияния медно-никелевого и алюминиевого комбинатов составила 40%, что свидетельствует о низкой схожести видового состава.

Таблица 4

Видовое разнообразие комплексов микроскопических грибов воздуха по градиенту загрязнения от комбината «Печенганикель» к заповеднику «Пасвик»

Виды Расстояние от завода, км

2 км 10 км 50 км

Aspergillus fumigatusFresen. +

Cladosporium cladosporioides (Fresen.)Sacc. + +

Cladosporium oxysporumBerk et M.A. Curtis + + +

Curvularia intermedia Berk et M.A. Curtis +

P. communeThom +

P. decumbensThom + +

P. miczynskii K.M Zalessky +

P.raistrickii Smith. + + +

P. simplicissimum(Oudem) Thom +

P. thomii Maire + + +

P. trzebinskiiK M Zalessky + +

Sclerotinia sclerotiorum (Lib.)de Bary +

Torula sp. + + +

Umbelopsis isabellina (Oudem.)W.Gams + + +

Sterilia mycelia + +

Примечание. Жирным шрифтом выделены условно-патогенные грибы.

Таким образом, численность микроскопических грибов в воздухе возле медно-никелевого комбината снижается на порядок по сравнению с удаленными участками, вблизи алюминиевого завода, напротив, отмечается максимальное количество микромицетов, почти в 5 раз превышающее их численность на удаленных участках. Видовое разнообразие комплексов микромицетов-аэробионтов на территории влияния промышленных предприятий представлено 14 видами в каждой исследуемой области. В таксономическом отношении оно более разнообразно там, где функционирует алюминиевый завод. Наибольшее количество видов в зоне воздействия выбросов обоих комбинатов принадлежит р. Pénicillium. В районе каждого предприятия формируется типичный комплекс микромицетов. Вид Pénicillium raistrickii доминировал вблизи обоих предприятий, Gongronella butleri - только рядом с медно-никелевым, Cladosporium oxysporum - на территории влияния выбросов алюминиевого завода.

Исследования проведены при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Живая природа: современное состояние и проблемы развития» и гранта РФФИ № 12-04-00547-а.

ЛИТЕРАТУРА

1. Микроскопические грибы в воздушной среде Санкт-Петербурга / под. ред. М.А. Бондарцевой. СПб., Химиздат, 2012. 215 с. 2.Евдокимова Г.А. Сообщества микромицетов в почвах в зоне воздействия алюминиевого завода / Г.А. Евдокимова, М.В. Корнейкова, Е.В. Лебедева // Микология и фитопатология. 2007. Т. 41, вып.1. С. 20-28. 3. Корнейкова М.В. Комплексы микроскопических грибов в зоне воздействия выбросов комбината «Печенганикель»: Проблемы микологии и фитопатологии в XXI веке. Материалы межд. науч. конф. Санкт-Петербург, 2-4 октября 2013 г. С. 158-161. 4. Корнейкова М.В. Комплексы потенциально патогенных микроскопических грибов в антропогенно загрязненных почвах Кольского Севера / М.В. Корнейкова, Г.А. Евдокимова, Е.В. Лебедева // Микология и фитопатология. 2012.Т. 46, вып. 5. С. 323-328. 5. Korneykova M.V.Complexes of potentially pathogenic microscopic fungi in anthropogenic polluted soils / M.V. Korneykova, G.A. Evdokimova, E.V. Lebedeva// Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2013. № 48. Р. 746-752. 6. Микроорганизмы воздушной среды обитания по градиенту загрязнения от комбината «Печенганикель» к заповеднику «Пасвик» / Евдокимова Г.А. [и др.]// Вестник КНЦ. 2012. № 3. С. 22-25.

Сведения об авторе

Корнейкова Мария Владимировна - к.б.н., старший научный сотрудник; e-mail: komeykova@ inep.ksc.ru.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.