Литвинова М.Ю., д.б.н. Ильинский В.В., к.б.н. Перетрухина И.В.

ФГОУВПО Мурманский государственный технический университет, Российская Федерация

Определение скоростИ биодеградации нефтяных углеводородов в воде северного колена Кольского залива

Согласно современным представлениям, в условиях нефтяного загрязнения важнейшим звеном внутренних управляющих механизмов экосистемы становятся микроорганизмы, способные окислять углеводороды нефти и вводить их в естественный круговорот углерода [2].

Цель данной работы - оценить потенциальную углеводородокисляющую (УВ-окисляющую) активность бактериопланктона в воде северного колена Кольского залива при температурах in situ при помощи радиоуглеродного метода.

Данные об УВ-окисляющей активности гетеротрофных бактерий литорали Кольского залива могут быть использованы для расчета максимально допустимых нагрузок на данную водную экосистему и для учета вклада микроорганизмов в процессы естественного очищения литорали северных морей от нефтяного загрязнения [3].

Объектом нашего исследования является Кольский залив, на котором для отбора проб были выбраны 3 станции. Первая станция располагалась на выходе из залива, граница северного колена и Баренцева моря. Вторая станция располагалась в середине северного колена Кольского залива. Третья станция находилась в центральной части залива, на границе северного и среднего колен.

Оценку потенциальной углеводородокисляющей активности гетеротрофных бактерий проводили радиоуглеродным методом, с использованием в качестве меченого углеводорода - ¹⁴С октадекан.

Содержание углеводородов на исследованной нами акватории варьировало от 0,01 до 0,05 мг/л, их не было обнаружено только на станции 1 в феврале месяце. На всех станциях количество углеводородов не превышало предельно допустимых концентраций. В целом уровень их содержания в воде был выше на станции 3.

При определении скоростей биодеградации нами было установлено, что в одном литре воды в течение часа при температурах in situ микроорганизмами окисляется (минерализуется) до углекислого газа и воды в среднем 0,063 микрограмма октадекана в час (мкг·л^-1·ч^-1) (ПЕМ_ОКТ). Среднее значение ПЕБ_ОКТ составило 0,23 мкг·л^-1·ч^-1. ПЕБ_ОКТ позволяет судить о способности водной экосистемы к восстановлению после загрязнения нефтепродуктами (рис.1). На всех трёх станциях УВ-окисляющая активность микроорганизмов сохранялась примерно на одном уровне. Изменения УВ-окисляющей активности бактериопланктона носят выраженный сезонный характер и связаны с изменениями температуры воды. Минимальные значения ПЕМ_ОКТ наблюдаются на станциях в декабре, когда температура воды близка к минимальной. Максимальные же значения УВ-окисляющей активности бактериопланктона имеют место в весенний период времени.

Рис.1 Углеводородокисляющая активность бактериопланктона литорали Кольского залива

Согласно данным литературы, в морских водоемах доля минерализованных бактериями нефтяных углеводородов составляет обычно третью часть от всего использованного их количества [1]. Из полученных нами данных для трёх станций Кольского залива следует, что величина отношения между общим количеством потребленного микроорганизмами углеводорода - октадекана (ПЕБ_ОКТ) и долей его, минерализованной до углекислого газа и воды (ПЕМ_ОКТ) сохраняется независимо от сезона года относительно постоянной и составляет 2,7 - 2,8. Таким образом, на полное окисление (энергетический метаболизм) расходуется не более 40 % от общего количества углеводородов, потребленного бактериопланктоном. Остальные 60% включаются в клетки микроорганизмов и используются на конструктивный метаболизм. Это соотношение имеет важное экологическое значение, поскольку показывает, какая часть использованного микроорганизмами органического углерода может быть затем доступна организмам более высоких трофических уровней. Скорость микробной деструкции нефтяных загрязнений в морской среде вообще, а в водах северных морей – в особенности, весьма невелика и процессы биодеградации неспособны обеспечивать удаление постоянно поступающих поллютантов. В результате большая часть загрязнений выносится в открытые воды, накапливается в воде и осадках, попадает в атмосферу за счёт испарения [1].

Литература

1. Ильинский В.В. Гетеротрофный бактериопланктон реки Москвы и его углеводородокисляющая активность в осенне-зимний период, // Биотехнология, экология, охрана окружающей среды: сб. науч. тр. - М.: Изд-во ООО "Графикон-принт", 2005. - С. 40-48

2. Коронелли Т.В., Дермичева С.Г., Ильинский В.В., Комарова Т.И., Поршнева О.В. Видовая структура углеводородокисляющих бактериоценозов водных экосистем разных климатических зон // Микробиология. М.: 1994. - Т. 63. (5). - С. 917-923.

3. Перетрухина И.В., Ильинский В.В., Литвинова М.Ю. Определение скоростей биодеградации нефтяных углеводородов в воде литорали Кольского залива // Труды Мурманского государственного технического университета "Вестник МГТУ" - Мурманск: МГТУ, 2006. Т. 9, № 5. - С. 830-835