CC BY
24УДК 616.992:576.852.22
ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ НА НАКОПЛЕНИЕ ОППОРТУНИСТИЧЕСКИХ ГРИБОВ В ПОЧВЕ
Киреева Н.А., Рафикова Г.Ф., Бакаева М.Д.
Башкирский государственный университет, Россия
© Коллектив авторов, 2006
Изучены комплексы микромицетов нефтезагрязненных и фоновых почв республики Башкортостан и республики Коми. При загрязнении различными количествами нефти в образцах почвы Республики Коми формируются комплексы микромицетов, сходные с грибными комплексами серых лесных почв Республики Башкортостан, главным образом, за счет условно-патогенных видов микроскопических грибов.
Ключевые слова: индекс комплексной оценки микологической опасности, нефтяное загрязнение, оппортунистические виды микромицетов
INFLUENCE OF POLLUTION BY OIL ON ACCUMULATION OF OPPORTUNISTIC FUNGI IN SOIL
Kireeva N.A., Rafikova G.F., Bakayeva M.D.
Bashkir State University, Russia
© Collective of authors, 2006
Complexes micromycetes oil-contaminated and virgin soils of Bashkortostan Republic and Komi Republic have been investigated. At pollution by various quantities of oil in soil samples of Komi Republic complexes of micromycetes similar to fungi complexes grey wood soils Bashkortostan Republic are formed, mainly due to pathogenic species conditionally of microscopic fungi.
Key words: index of a complex estimation of fungi dangers, oil pollution, opportunistic kinds of micromycetes
ВВЕДЕНИЕ
Наиболее типичными антропогенными загрязнителями окружающей среды в регионах добычи, транспортировки и переработки углеводородного сырья являются нефть и продукты ее переработки. Попадая в почву, эти поллютанты вызывают существенные изменения ее физико-химических и биологических свойств.
Одним из основных компонентов почвенного биогеоценоза являются микроскопические грибы, которые находятся в тесной взаимосвязи и взаимодействии с другими организмами в наземных экосистемах. Изменение комплексов микромицетов при антропогенном загрязнении может сказываться на этих взаимоотношениях и оказывать негативное воздействие на живые организмы. В частности, в условиях техногенеза может происходить накопление в почве потенциально патогенных для человека и животных оппортунистических видов грибов [1] и, как следствие, возможный рост числа микозов у человека. Тенденции накопления потенциально патогенных видов грибов наиболее четко прослеживаются в условиях урбанизации [1, 2].
Цель настоящего исследования — изучение влияния нефтяного загрязнения на накопление потенциально патогенных видов грибов в почвах.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Исследования проводили в 2003-2005 гг. Образцы почв отбирали на территории Южно-Ошского нефтяного месторождения Республики Коми и на территории Калтасинского и Краснокамского районов Республики Башкортостан. Эти образцы почв представляли собой глееподзолистую и серую лесную почвы соответственно. Почвенные образцы отбирали в контрольных и в нефтезагрязненных почвах из пахотного слоя (А пах 0-20 см). Выделение и количественный учет микромицетов проводили по общепринятым методикам посева почвенной суспензии на агаризованной среде Чапека [3], идентификацию видов — по определителям [4-6]. Видовую принадлежность условно-патогенных и токсинообразующих микромицетов уточняли по соответствующим определителям [7-10]. Для характеристики силы влияния антропогенных нарушений на оппортунистические грибы был подсчитан индекс комплексной оценки микологической опасности I =1)х(предложенный О.Е.Марфениной [11]. Данный показатель включает изменение обилия потенциально патогенных микромицетов, по сравнению с контролем, — Б (число раз) и изменение обилия потенциально опасных видов - С (число раз). К экологически опасным принято относить изменения комплексов грибов, при которых 1т> 4 [11]. Статистическую обработку данных осуществляли с применением пакетов прикладных программ 81ай$1ка и 81а1дгарЫся.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В глееподзолистых почвах республики Коми, загрязненных различными концентрациями нефти, имело место снижение численности микромицетов. Рост микроскопических грибов подавлялся даже концентрациями нефти 5,16 мг/г (Рис.). В то же время численность микроскопических грибов в нефте-загрязненных серых лесных почвах с территории Башкортостана изменялась в соответствии с иными закономерностями. Отмечали возрастание численности микромицетов с увеличением концентрации загрязнителя до 130 мг/г, что может быть связано с увеличением доли углеводородокисляющих видов (Рис.). На основании результатов собственных исследований и работ других авторов [1, 12-14] можно предположить, что существует некая критическая концентрация загрязнителя, которая оказывает токсическое влияние на почвенную микробиоту, вызывая снижение ее численности. Вероятно, в почвенных образцах, взятых нами на территории Республики Башкортостан, данная концентрация нефти не была достигнута.
Рис. Численность микромицетов в образцах глееподзолистой почвы (А) и серой лесной почвы (Б), 103 КОЕ / г в. с.п.
Микроскопические грибы глееподзолистой почвы республики Коми были более чувствительны к нефтяному загрязнению, чем микромицеты серых лесных почв Башкортостана.
При изучении видового состава комплекса микромицетов глееподзолистой почвы показано, что в ней произошли следующие изменения. Всего из образцов почв было выделено 40 изолятов грибов. В
видовом составе микромицетов, выделенных с разных участков нефтеразливов, были различия при определенных общих тенденциях. Например, только в загрязненной нефтью почве встречались темно-окрашенный Mycelia sterilia, Dissophora decumbens, Aureobasidiumpullulans,Cladosporiumcladosporioides, Penicilliumfuniculosum, Torula convoluta и Trichoderma harzianum. Виды Aspergillus fumigatus, Penicillium funiculosum, P. paxilli, P. lanosum. По результатам исследований ряда авторов, они устойчивы к антропогенным воздействиям и являются надежными биоиндикаторами неблагоприятного состояния изучаемого объекта [1,11-14].
Из образцов серых лесных почв республики Башкортостан было выделено 22 вида микромицетов, относящихся к 5 родам среди гифомицетов. Лидирующее положение в фоновых серых лесных почвах Башкортостана занимали виды, характерные для южных почв. Доминирующим из них был Penicillium frequentans. Представители рода Fusarium не обнаружены.
Таким образом, загрязнение нефтью приводит к Значительным перестройкам в комплексах микромицетов как северных, так и более южных почв.
Известно, что, помимо прямого токсического действия на живые организмы, поллютанты могут провоцировать возникновение у них заболеваний [1,2]. Подобное опосредованное влияние загрязнителя может быть обусловлено как ослаблением про-тивомикробных защитных систем у животных и человека вследствие отравления углеводородами, так и накоплением в почве патогенных и условно-патогенных микроорганизмов [10,12].
Оппортунистические микозы человека, вызываемые условно-патогенными грибами, представляют собой поражения грибным мицелием слизистых оболочек или легких (реже — других внутренних органов) у пациентов, страдающих иммунодефицитны-ми состояниями, или в послеоперационный период. Источником инфекции могут быть гниющие органические остатки или почва, верхние слои которой превращаются в пыль и переносятся на сравнительно далекие расстояния, проникая в жилые и лечебные помещения.
Накопление условно-патогенных микромицетов, относящихся ко 2-й группе безопасности (BSL2), происходило и в обследованных нефтезагрязненных почвах Республики Башкортостан (табл. 1).
Таблица 1
Оппортунистические виды микромицетов, выделенные из загрязненных нефтью глееподзолистых и серых лесных почв
Виды микромицетов Вызываемые ими заболевания (данные по*)
Aspergillus candidus Link Онихомикоз, отомикоз, инвазивный аспер-гиллез
A. fumigatus Fres. Наиболее частый возбудитель аспергиллеза у человека и животных
A. niger VanTeighem Поражения легких
Aureobasidium pullans (De Bari) Arnaud Кератит, перитонит, легочная инфекция, инвазивный микоз у больных СПИД
Cladosporium dadosporoides (Fres.) deVries Легочные и кожные инфекции, инфекция синусов и смешанная диссеминированная инфекция
Fusarium javanicum Koord Кератит, эндофтальмит, диссеминированные и кожные инфекции у человека
F. moniliforme Sheldon Кератит, эндофтальмит, диссеминированные микозы
F. solani (Mart) AppetFr Кератит, эндофтальмит, диссеминированные и кожные инфекции у человека
Paecilomyces variotii Bain. Эндокардит, пиелонефрит, пневмония, фунге-мия, остеомел ит, перитонит
Penicillium purpurogenum Stoll Легочные инфекции
Trichoderma harzianum Rifai Возбудители заболеваний у лиц с нарушенной функцией иммунной системы: при лейкозе и др.
T. viride Persoon ex Fries Возбудители заболеваний у лиц с нарушенной функцией иммунной системы: при лейкозе и др.
*Примечание: данные по [7-10].
В эту группу включены такие широко распространенные почвообитающие грибы, как Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger, Fusarium solani, Paecilomyces variotii. Если в чистой почве они были представлены одним видом, то в загрязненных — 6. В Республике Коми оппортунистические виды представлены в чистой почве одним видом, в нефтезаг-рязненной — 7 видами. Однако общих видов среди условно-патогенных микроскопических грибов разных регионов было зарегистрировано лишь два: Aspergillus fumigatus и Aspergillus niger. Высокая степень содержания условно-патогенных форм в не-фтезагрязненной почве, по сравнению с фоновыми аналогами, вероятно, связана с высокой углеводо-родусваивающей активностью, что, в свою очередь, может быть обусловлено высокой конкурентноспособностью данных видов за счет выделения ими в окружающую среду токсинов. Показано, что для ряда грибов из группы BSL2 характерно образование темноокрашенных меланиновых пигментов [11, 14]. Некоторые авторы [12-14] отмечают, что темноок-рашенный стерильный мицелий обладает высокой углеводородокисляющей способностью за счет фе-нолоксидазы. Значение индекса безопасности для серой лесной почвы достигало 40,44, а для глееподзолистой — 158,75 при высоких условиях загрязнения (табл. 2), что свидетельствует о потенциальной опасности таких почв для людей с ослабленной иммунной системой.
Таблица 2
Влияние нефтяного загрязнения на обилие условно патогенных микромицетов в серой лесной (А) и глееподзолистой почве (Б)
А
Виды микромицетов №1 №2 №3 №4 №5
A. candidus - 3,83 - - -
A. fumigatus 0,68 7,32 9,02 70,93 0,75
A. niger - - - - 0,75
A. ochraceus - - - - -
A. oryzae - - - 1,16 53,38
F.javanicum - 3,48 - - -
F. solani - 3,48 - - -
P. purpurogenum - 3,48 8,20 - -
T. viride - - 0,82 - 0,75
Im 158,75 79,5 1,16 1,80
Б
Виды микромицетов №1 №2 №3 №4 №5 №6
A. fumigatus - 0,08 - - 4,14 -
A. niger 4,36
A.pullans - - 3 2,33 3
C. dadosporoides - - - 2,4 - 3,22
F. moniliforme - - - - 2,4
P. variotii 0,09 1,74 - - -
T. harzianum - - 0,09 -
Im 40,44 33,33 36,72 28,62 35,77
Примечание.
Участки:
№1 - незагрязненная фоновая почва;
№2 - почва с очень низким уровнем нефтяного загрязнения;
№3 - почва с низким уровнем нефтяного загрязнения;
№4 - почва со средним уровнем нефтяного загрязнения;
№5 - почва с высоким уровнем нефтяного загрязнения (критические дозы нефти);
№6 - нефтезагрязненный грунт (горелый).
ВЫВОДЫ
Таким образом, под влиянием нефтяного загрязнения в почвах происходит накопление условно-патогенных видов грибов, что характерно и для загрязненных нефтью серых лесных почв Башкортостана, и для глееподзолистых почв Коми — месторождения. Это обстоятельство следует учитывать при разработке мероприятий по рекультивации почв в названных регионах.
ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНСКОЙ МИКОЛОГИИ. 2006. Т.8. №3
ЛИТЕРАТУРА
1. Марфенина О.Е. Антропогенная экология почвенных грибов. - М.: Медицина для всех, 2005. - 196 с.
2. Веденяпина Е.Г., Лебедева Е.П., Нугаева Н.Д. Формирование сообществ микромицетов при компостировании город-
ских отходов //Петербургские фрагменты научной картины мира. Выпуск 2. - СПб.: Изд-во C-Пб НЦ РАН, 2003. - С. 73-84.
3. Методы почвенной микробиологии и биохимии/ Под. ред. Д .Г.Звягинцева. - М: МГУ, 1991. - 304 с.
4. Raper В., FennellD.l. The genus Aspergillus. — Baltimore: The Williams and Wilkins Co, 1965. — 686 p.
5. Raper B., Thom C. A manual of Penicillia. — New York; London: Hafner Publishing, Company. — 1968. - 875 p.
6. Watanabe T. Pictorial atlas of soil and seed fungi: Morphologies of cultured fungi and key to species. - Florida, 2000.- 411
P-
7. Кашкин П.Н., Хохряков М. К., Кашкин А.П. Определитель патогенных, токсиногенных и вредных для человека гри-
бов. — А.: Медицина, 1979. — 272 с.
8. Билай В.И., Курбацкая З.А. Определитель токсинобразующих микромицетов. — Киев: Наук, думка, 1990. - 234 с.
9. Саттон Д., Фотергилл А., Ринальди М. Определитель патогенных и условно-патогенных грибов.- Мир, 2001. - 468
с.
10. Hoag de G. S., Guarro /, Gene /, Figueras M. J. Atlas of clinical fungi — central-bureau voor Schiminel - cultures. — Universitat Rovira. Virgini Reus. — Spain, 2000. - 1126 p.
11. Марфенина О.Е. Антропогенные изменения комплексов микроскопических грибов в почвах: Автореф. дисс... докт. биол. наук,- М.: МГУ, 1999. — 49 с.
12. Киреева Н.А., Мифтахова А.М., Бакаева М.Д., Водопьянов В.В. Комплексы почвенных микромицетов в условиях техногенеза. — Уфа: Гилем, 2005. — 360 с.
13. Лебедева Е.В., Назаренко А.В., Козлова И.В., Томилин Б.А. Влияние возрастающих концентраций меди на почвенные микромицеты // Микология и фитопатология. — 1999. — №4. - С.257-262.
14. Лебедева Е.В. Микромицеты - индикаторы техногенного загрязнения почв //Микология и криптогамная ботаника в России: Традиции и современность: Тр. междунар. конф.- СПб, 2000. — С. 173-176.
Поступила в редакцию журнала 15.07.06 Рецензент: Т. С. Богомолова
