Мультисубстратное тестирование природных микробных сообществ - Горленко М.В.
ISBN 5-317-01228-7
Скачать (прямая ссылка):
предельному уровню нагрузки соответствует значение параметра крутизны
распределения d равное единице. Анализируя представленную динамику
показателей распределения мы видим, что этому значению соответствуют
образцы с концентрацией СМС 0,05 и 0"! г/г. Эти же концентрации вызвали
также наибольшее отклонения от
61
d
Рис.27. Определение "красной черты " по коэффициэнтам рангового
распределения СПС
рировали понижение других параметров функционального разнообразия, Это
подтверждает правильность предложенного нами критерия оценки предельно
допустимой для микробного сообщества нормы загрязнения. Описанные
закономерности были подтверждены также результатами фитотеста и анализом
динамики колонизации стекол обрастания, проводимых параллельно для
контроля. Таким образом метод МСТ оказался чувствительным, информативным
и эффективным при проведении мониторинга загрязнения почвы СМС и позволил
выявить существование трех функционально различных сообществ. Первое
сообщество, в основном, сохраняет черты исходного ненарушенного
сообщества до уровня загрязнения 0,004 г/г. Второе сообщество с иной
функциональной структурой существует в диапазоне субстратных концентраций
СМС 0,01-0,02 г/г почвы, а третье, с наименьшим разнообразием,
формируется под влиянием ксенобиотического эффекта СМС при загрязнении
более 0,02 г/г почвы.
62
Применение мультисубстратного тестирования для функционального
мониторинга микробных сообществ почв загрязненных керосином.
Нами была проведена оценка возможностей применения метода
мультисубстратного тестирования для характеристики изменений почвенных
микробных сообществ, нарушенных керосином. Для исследования загрязнения
почвы керосином использовались образцы окультуренной дерново-подзолистой
почвы (Московская обл.), отобранные из гумусного горизонта. Почва была
высушена до воздушно-сухого состояния, освобождена от крупных
растительных остатков и просеяна через сито диаметром 5 мм. В качестве
поллютанта использовали керосин осветительный КО - 25 (ГОСТ ТУ 38.401-58-
10-90; плотность - 0,805 г/смЗ).
Мониторинг загрязнений керосином проводили в модельных экспериментах.
Навески (300 г) увлажняли до 30% от массы воздушносухой почвы водными
эмульсиями керосина и инкубировали в полиэтиленовых контейнерах при
постоянной влажности и комнатной температуре в течение 25 суток.
Исследуемые концентрации керосина -1, 2, 5 и 10 мл/100г почвы (каждый
вариант в двух повторностях). Контролем служила почва без внесения
поллютанта. На 7-е, 14-е, и 25-е сутки отбирались средние пробы для
мультисубстратного тестирования. На основании СПС микробных сообществ
почвы были рассчитаны показатели и индексы функционального разнообразия
при разных уровнях нагрузки и на разных этапах инициированной сукцессии,
проведен кластерный анализ. Анализ расположения исследуемых образцов в
пространстве параметров ранговых распределений (рис.28) позволяет сделать
заключение о том, что внесение керосина приводит к увеличению числа
редких классов и повышает метаболическую работу сообщества. Это, без
сомнения, свидетельствует о расширении адаптационных возможностей
микробного сообщества и о интенсификации биоремедиационных Процессов,
направленных на компенсацию внешнего воздействия (известно, что наличие
именно "редких" классов обеспечивает высокие аДаптационные способности
почвенного сообщества
63
7 сутки
микроорганизмов). Максимальные значения параметров на 7, 14 и 25 сутки
инкубации приходятся на варианты с концентрациями 2 и 5 мл/100 г почвы
соответственно. При этом, на 25 сутки разница между контролем и
вариантами 1 и 2 мл/100 г почвы практически нивелируется. Подобные выводы
можно сделать и при анализе параметров биоразнообразия (рис.29).
Проведенный кластерный анализ позволил дополнительно классифицировать
микробные сообщества почв с различными уровнями нагрузки (рис.30). На
полученных дендрограммах выделяется два функционально различных кластера:
увеличение концентрации керосина до 5 мл/100 г почвы не вызывает
серьезных качественных изменений в сообществе загрязненной почвы по
сравнению с контролем и соответствует некоторому оптимальному интервалу
существования сообщества, адаптированного к деструкции углеводородов.
Дальнейшее увеличение нагрузки вызывает более серьезные изменения и
приводит к формированию качественно иного по функциональным
характеристикам сообщества, не исключая, тем не менее, протекания
деструкционных процессов. Суммируя анализ исследованных показателей можно
прогнозировать снижение концентрации керосина в почве и восстановление
исходной структуры микробного сообщества, вероятно на всем исследуемом
диапазоне концентраций. При этом, максимальный темп восстановления
ожидается в диапазоне концентраций 1 - 5 мл/100 г почвы; дальнейшее
увеличение нагрузки снижает темпы ремедиации. Это согласуется с
имеющимися в литературе сведениями о способности самоочищения почв от
керосина, даже в случае достаточно высоких концентрациях (до 60 % и
