CC BY-ND
28
48
ЗНиСО ЯНВАРЬ №1 (274)
УДК 614.7:579.63
ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ КОЛЬСКОГО ЗАЛИВА (БАРЕНЦЕВО МОРЕ) ПО МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ
Е.С. Мирошниченко1, М.И. Москвина2
1ФГБОУ ВПО «Мурманский государственный технический университет» Росрыболовства, г. Мурманск, Россия 2ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова», г. Москва, Россия
Проведена оценка степени загрязнения прибрежной зоны Кольского залива (Баренцево море) по показателям общей численности бактерий, общего микробного числа и количества общих коли-формных бактерий в планктоне и эпилитоне трех станций по сезонам года. Установлено, что акватория южного колена залива (станции 1 и 2) является загрязненной (IV класс качества), воды не соответствуют гигиеническим нормативам и могут нанести опосредованный вред здоровью населения. Наибольшую опасность представляют воды станции 2. В среднем колене залива (станция 3) воды характеризуются как умеренно загрязненные (III класс качества), в весенний и летний периоды могут быть использованы для рекреационных целей. Ключевые слова: бактериопланктон, бактериоэпилитон, численность бактерий, санитарно-показательные микроорганизмы, Кольский залив.
E.S. Miroshnichenko, M.I. Moskvina □ EVALUATION OF POLLUTION LEVEL IN COASTAL WATERS OF THE KOLA BAY (THE BARENTS SEA) BY MICROBIOLOGICAL PARAMETERS
□ Murmansk State Technical University of Rosribolovstvo, Murmansk, Russia; Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia.
Pollution levels of the coastal waters of the Kola bay (the Barents Sea) were evaluated by the parameters of total number of bacteria, total number of cultivated bacteria and number of coliform bacteria in plankton and epilithon at three stations by the seasons of year. Waters of southern part of bay (stations 1 and 2) were distinguished to be critically polluted (water quality of class IV). Here water does not meet the hygienic norms and can incur the indirect health risk to local population. The highest danger is presented by waters in the area of the station 2. In the middle part of bay (station 3) water is moderately polluted (water quality of class III) and the area can be used for recreation in spring and summer. Key words: bacterioplankton, bacterioepilithon, number of bacteria, sanitary-indicative microorganisms, Kola bay.
Загрязнение полярных морских экосистем является серьезной экологической проблемой [10] прежде всего из-за медленных темпов самоочищения вод в условиях низких температур, а также из-за опосредованного вредного воздействия на здоровье населения.
Кольский залив Баренцева моря является незамерзающим рыбохозяйственным водоемом эстуарного типа, функционирующим в условиях сурового полярного климата и сильного антропогенного пресса.
На берегах залива расположены незамерзающие порты Мурманск, Североморск и Полярный с общим населением более 370 тыс. человек. За многолетнюю историю микробиологических исследований Кольского залива был накоплен обширный материал о распространении и функционировании сообществ бактерий планктона и бентоса, но гораздо меньшее внимание было уделено оценке санитарного состояния прибрежных вод залива. Следует особо отметить роль перифитона, в том числе бактериоэпилитона, в получении усредненных оценок качества воды и безусловную перспективность его использования в системе гидробиологического и санитарного контроля.
Цель исследования — провести оценку степени загрязнения прибрежной зоны Кольского
залива по микробиологическим и санитарно-гигиеническим показателям.
Материалы и методы. Микробиологические исследования литоральной зоны Кольского залива проводили в период с октября 2012 по октябрь 2013 гг. на трех станциях (рис. 1).
Станция 1 (мыс Притыка — в южном колене залива на западном берегу) — существенное влияние на станцию оказывают стоки рек Кола и Тулома, а также сброс сточных вод от городской канализационно-очистной станции. Станция 2 (район пос. Абрам-мыс на западном берегу южного колена залива) — бытовые и промышленные стоки спускаются непосредственно в залив, и степень их очистки минимальна. Станция 3 (район бухты Белокаменка — на западном берегу среднего колена залива) удалена от населенных пунктов, и антропогенная нагрузка на нее наименьшая по сравнению с другими станциями.
Согласно оценке по гидрохимическим показателям качества вод Кольского залива [6] его воды в районах станций 1 и 2 считаются грязными (V класс), а воды станции 3 — чистыми (II класс).
Пробы воды для микробиологических исследований отбирали у уреза воды во время отлива стерильной стеклянной емкостью объемом 500 мл. Пробы эпилитона собирали в лаборатории
ЯНВАРЬ №1 (274)
49
г-Ь
методом соскоба и смыва материала с 10 см2 поверхности каменистых субстратов в соответствии с разработанной нами методикой [1].
Микробиологические исследования проводили не позднее двух часов с момента взятия пробы [2]. Определение общей численности бактерий (ОЧБ) в пробах проводили методом люминесцентной микроскопии с использованием красителя акридинового оранжевого и фильтрации окрашенных проб через черные мембранные фильтры с диаметром пор 0,2 мкм [7]. Качество вод по микробиологическим показателям оценивали с помощью классификатора качества вод [8].
Санитарно-гигиенические исследования Кольского залива проводили в соответствии с нормативными документами [3, 4, 9]. Анализ включал в себя учет общего микробного числа естественной (автохтонной) и привнесенной (аллохтонной) микробиоты методом глубинного посева в плотную питательную среду РПА после культивирования посевов при 22 °С (ОМЧ 22 °С) и 37 °С (ОМЧ 37 °С) в течение 72 и 24 часов соответственно.
Также объектом анализа было обнаружение общих колиформных бактерий (ОКБ) титрационном методом с использованием накопительной лактозо-пептонной среды (ЛПС) и дифференциально-диагностической среды ЭНДО после культивирования посевов при 37 °С в течение 24—48 часов.
Результаты исследования. В результате статистического анализа выявлено влияние температурного фактора на развитие сообщества бактериопланктона (r=0,59). Так, в сезонной динамике численности бактерий планктона (ОЧБ-пл) были отмечены зимний минимум и летний максимум (рис. 2). В соответствии с классификатором качества вод районы исследованных станций по общей численности бактериопланктона оценены как умеренно загрязненные (III класс) на ß-мезосапробной ступени с переходом на стадию олигоса-пробности (воды чистые) в зимний период и а-мезосапробности (воды загрязненные) в летний.
Весной была отмечена максимальная плотность бактериоэ-пилитона (ОЧБ-э/л) (рис. 2), что может быть вызвано быстрым прогреванием субстратов на литорали и включением в гетеротрофный метаболизм бактерио-ценозов органического вещества, синтезированного макрофитами на литорали. Минимальная численность бактериоэпилитона была зарегистрирована в осенние сезоны на всех станциях, что, по-видимому, обусловлено
активным выеданием биопленки детритофагами и личинками гидробионтов [11].
Наибольшие значения общего бактериопланктона были определены на станции 2, которая наиболее подвержена антропогенному загрязнению. Численность бактерий эпилитона достигала максимумов на 1 и 2 станциях южного колена залива, что, вероятно, обусловлено значительной антропогенной нагрузкой на акваторию и высокой сорбционной емкостью перифитона [5]. Станция 3 удалена от основных источников загрязнения, поэтому максимальная бактериальная плотность в эпилитоне была ниже, чем на станциях 1 и 2, в 1,89—2,44 раза. Таким образом, бактериоэпилитон может быть предложен в качестве биоиндикатора в экологическом мониторинге прибрежных зон морей.
Увеличение численности автохтонных (рис. 3а и 3б) и аллохтонных (рис. 3в и 3г) бактерий в планктоне и эпилитоне отмечено в весенний и летний сезоны, что вызвано возросшим поступлением в воду органического вещества в
Рис. 1. Карта-схема расположения станций отбора проб в Кольском заливе
50
ЗНиСО ЯНВАРЬ №1 (274)
Рис. 2. Колебания общей численности бактериопланктона (а) и бактериоэпилитона (б)
на станциях по сезонам
процессе таяния снегов и льда, с осадками, континентальным стоком, а также развитием фитоцена залива.
Наибольшая численность автохтонной и аллохтонной микробиоты отмечена на станциях 1 и 2, наименьшая — на станции 3. Такое распределение бактерий связано в основном со сбросом сточных вод жилищно-коммунального комплекса в южное колено Кольского залива, а также с низкой соленостью его вод. Достаточно ровные значения микробного числа в эпилито-не на всех станциях в отличие от планктонных микробиоценозов указывают на стабильность сообществ прикрепленных бактерий и их высокую индикаторную значимость.
В весенний и осенний сезоны зарегистрирована наибольшая численность общих колиформных бактерий (рис. 4), на увеличение которой оказывают влияние и сезонные явления — обильные осадки и паводковый режим, приносящие загрязнение с сопредельных пространств.
Наименьшая численность кишечных бактерий отмечена в летний сезон, что, наиболее вероятно, связано с губительным действием солнечного облучения в полярный день, а также негативным влиянием на патогенную и условно-патогенную микробиоту продуктов метаболизма природных сообществ бактерий и микроводорослей в период их летнего максимального развития.
Численность колиформных бактерий в эпи-литоне была ниже таковой в планктоне, что
также может быть связано с антагонистической активностью морских эпилитонных бактерий. В соответствии с нормативными документами [4, 9] количество бактерий группы кишечной палочки в водах Кольского залива не должно превышать 10 кл/мл. В планктоне станций 1 и 2 выявлено 100 % случаев превышения гигиенических нормативов, на станции 3 — 40 % случаев. Наиболее загрязнена бактериями кишечной группы станция 2, где и в планктоне, и в эпилитоне во все сезоны зарегистрированы высокие значения данного показателя, достигающие 10 ПДК осенью в эпилитоне и 15 ПДК — весной в планктоне.
Выводы. Экологическая ситуация в морской среде Кольского залива находит отражение в состоянии животного мира и биоценозов его экосистемы. От чистоты окружающей среды Кольского залива зависит «чистота» рыбы, промысловых гидробионтов и в конечном итоге — здоровье населения.
В результате комплексного микробиологического и санитарно-гигиенического исследования прибрежной зоны Кольского залива оценена степень загрязнения вод станций.
Акватория южного колена залива (станции 1 и 2) является загрязненной (IV класс), воды не соответствуют гигиеническим нормативам и могут нанести опосредованный вред здоровью населения.
Наибольшую опасность представляют воды станции 2. Высокий уровень загрязнения вод
ЯНВАРЬ №1 (274)
51
и
о
|ё 5- ас
В
ГО 5
т ш
-¿- о
3000
2000
1000
о
lLb.-lb.fc.
Осень Зима Весна Лето Осень ■ Станция! □ Станция 2 ■ Станция 3
3000
2000
1000
о
£
П-г й г.
Осень Зима Весна Лето Осень I Станция 1 □ Станция 2 ■ Станция 3
Рис. 3. Сезонная динамика автохтонной (а, б) и аллохтонной (в, г) микробиоты планктона (а, в) и эпилитона (б, г) на станциях
52
ЗНиСО ЯНВАРЬ №1 (274)
Рис. 4. Наиболее вероятное число общих колиформных бактерий в бактериопланктоне (а)
и бактериоэпилитоне (б)
залива может привести не только к увеличению количества зараженных и измененных гидро-бионтов, но и к отравлениям людей инфицированной рыбой.
В среднем колене залива (станция 3) воды характеризуются как умеренно загрязненные (III класс), и в весенний и летний периоды они могут быть использованы для рекреационных целей — например, для любительской рыбной ловли и дайвинга.
ЛИТЕРАТУРА
1. Луценко Е.С. и др. Годовая динамика численности бактериопланктона и бактериоперифитона каменистых субстратов литорали Кольского залива Баренцева моря / Е.С. Луценко, М.И. Москвина // Фундаментальные исследования. 2014. № 8. С. 79—83.
2. Межгосударственный стандарт. Вода. Отбор проб для микробиологического анализа: ГОСТ 31942—2012: Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2013. 38 с.
3. Методические указания «Методы санитарно-микробиологического и санитарно-паразитологического анализа прибрежнвгх вод морей в местах водопользования населения»: МУК 4.2.2959—11 (утв. Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 29.07.2011). М.: Роспотребнадзор, 2011. 113 с.
4. Методические указания по санитарно-бактериологи-ческой оценке рв1бохозяйственнвгх водоемов: МУК № 13-4-2/1742 (утв. Минздравом России 27.09.1999). М.: Минсельхоз России, 1999. 11 с.
5. Миронова Т.О. и др. Динамика органического вещества в перифитоне гидротехнических сооружений /
Т.О. Миронова, И.П. Муравьева // Экология моря. 2009. Вып. 77. С. 88—90.
6. О состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2013 году: Доклад. Нижний Новгород: ИП Кузнецов Н.В., 2014. 152 с.
7. Практическая гидробиология. Пресноводные экосистемы / Под ред. В.Д. Федорова, В.И. Капкова. М.: ПИМ, 2006. 367 с.
8. Руководство по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем / Под ред. В.А. Абакумова. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 318 с.
9. Санитарно-эпидемиологические требования к охране прибрежнвгх вод морей от загрязнения в местах водопользования населения: СанПиН 2.1.5.2582—10 (утв. постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 27.02.2010 № 15). М.: Роспотребнадзор, 2010. 9 с.
10. AMAP Assessment 2013: Arctic Ocean Acidification: Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). VIII. Oslo: AMAP, 2013. 99 p.
11. Koster M. et al. Ecology of marine microbial biofilms // Bitton G. Encyclopedia of environmental microbiology / M. Koster, L.A. Meyer-Reil. New York: John Wiley & Sons, Inc., 2002. P. 1081—1091.
Контактная информация:
Москвина Мария Игоревна, тел.: +7 (495) 939-25-73, e-mail: [email protected]
Contact information: Moskvina Maria, phone: +7 (495) 939-25-73, e-mail: [email protected]
