Влияние нефтяных загрязнений на комплекс почвенных микроорганизмов

Актиномицеты. По данным Н. А. Киреевой (1996), даже низкие концентрации нефти достове; но снижают численность актиномицетов в лесной почве. С увеличением концентрации ксенобиоти ка возрастает депрессия этой группы споровых организмов.

В загрязненных почвах доминируют медленно растущие актиномицеты. Общее разнообразие видов актиномицетов невелико.

Отдельные углеводороды неоднозначно влияют на численность актиномицетов. Так, через 1 ме сяц после загрязнения н-парафиновые и циклопарафиновые компоненты нефти увеличивают чис ленность актиномицетов в почве. Аналогичные данные получены и в дальнейшие сроки наблюде­ния. Ароматические углеводороды во все сроки наблюдения оказывают ингибирующее действие.

Таким образом, высокий уровень загрязнения нефтяными углеводородами ингибирует, обедня ет комплексы почвенных актиномицетов. Численность актиномицетов в почве в определенной ме ре является показателем степени ее загрязнения нефтью и может быть использована для биологи ческого мониторинга.

Микромицеты. Грибы оказались самыми устойчивыми микроорганизмами к действию нефтя ного загрязнения в почве. Нефть в дозе 8 л/м² практически не влияет на их численность, при 16 л/м² загрязнения численность грибов повышается в 1,5 раза, а дальнейшее увеличение концен трации нефти приводит к еще большему возрастанию численности сапрофитных грибов в почве. По-видимому, увеличение количества грибных зачатков связано с усилением споруляции в при­сутствии высоких концентраций нефти. Процесс спорообразования существенным образом способ­ствует предохранению спорообразующей микрофлоры от негативного влияния ксенобиотиков, благодаря чему микроскопические грибы хорошо развиваются в загрязненной нефтью почве, пре восходя по численности контрольный уровень.

Определение длины гиф показало, что наибольшего развития грибной мицелий достигает в поч­ве, загрязненной высокими концентрациями нефти.

Важным последствием антропогенных воздействий является изменение состава сообществ и групп организмов. Изучение видового состава комплекса микромицетов серой лесной почвы при заг­рязнении ее нефтью показывает, что происходят изменения разнообразия комплексов: не только встречаемость и число выделенных видов, но и сам видовой состав грибов в комплексе. Внесение вы­соких концентраций нефти вызывает как бы «перерождение» типичного комплекса, в результате че­го в загрязненных почвах оказываются обильно представленными виды, редко встречающиеся или вовсе не типичные для этой почвы. По данным Киреевой Н. А., в загрязненной почве доминантными при высоких дозах становятся Aspergillus ustis, Penicilium tardum, которые не являются характерны­ми для этих почв. Обработка нефтью почвы стимулирует рост Graphium, Paecilomyces, Mortierella и делает типично частыми Aspergillus flavus, Penicillium sp., Aspergillus fumigatus и, наоборот, типич­но редкими — Trichoderma, Chaetomium sp. Особенно устойчивыми оказались виды, относящиеся к родам Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Rhizopus. При изучении в лабораторных условиях установ­лено, что углеводороды нефти могут служить источником питания для организмов этих видов.

Рис. 19. Главные последовательности реакции бактериального катаболизма ароматических соединений

Рис. 20. Катаболические цепи деградации бензоата/ толуатов посредством разрыва кольца f метил/катехола (А и В) и протокатехата (С). гентизата (L); R ----- СН2) и гомогентизата (D: R = СН2СООН)

Аэробные целлюлозоразрушающие микроорганизмы и интенсивность деградации целлюлозы. Среди наиболее чувствительных к нефтяному загрязнению групп микроорганизмов, по данным Киреевой Н. А., являются аэробные целлюлозоразрушающие микроорганизмы, которые считают­ся одним из основных индикаторов плодородия почв.

Таким образом, целлюлозоразрушающие микроорганизмы, обычно используемые как показа­тели плодородия почв, чутко реагируют на загрязнение почвы нефтью. При этом численность цел­люлозоразрушающих микроорганизмов снижается и не восстанавливается до исходного уровня в течение многих лет после загрязнения почвы нефтью, что естественно сказывается и на плодоро­дии этих почв. Снижается и целлюлозолитическая активность почв, и следовательно, в результате нефтяного загрязнения нарушается одно из звеньев круговорота углерода в природе.

Микроорганизмы, участвующие в круговороте азота. В почве происходят многосторонние реак­ции, связанные с превращением азота. Цикл превращений азотсодержащих соединений в почве тесно связан с развитием и биохимической деятельностью аммонифицирующих, нитрифициру­ющих, денитрифицирующих и азотфиксирующих микроорганизмов.

Наиболее чувствительны к нефтяному загрязнению нитрифицирующие бактерии, являющиеся агрономически важными группами микроорганизмов. И в лабораторных, и в полевых условиях их численность падает с увеличением концентрации нефти, не восстанавливается до уровня фонового и через 10 лет после загрязнения.

Нефтяное загрязнение уже на третий день при средних (5 %) и высоких дозах. (10-20 %) сни­жает нитрификационную активность почвы. В дальнейшем при инкубации нефти с почвой нитри- фикационная активность резко падает, а затем вообще исчезает.

Интенсивность дыхания почвы. При выявлении самоочищающей способности нефтезагряз­ненных почв необходимо учитывать такой показатель, который в наибольшей мере характеризо­вал бы минерализационную активность почв.

Таким образом, действуя на физико-химические свойства почв, нефть и нефтяные углеводо­роды изменяют ее биологические показатели и нарушают почвенный гомеостаз, что ведет к изме­нению качественных и количественных характеристик микроорганизмов.

Рассмотренные физиологические группы микроорганизмов неодинаково реагируют на воздействие нефти и нефтяных углеводородов. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о возможнос­ти использования микробиологических показателей для диагностики нефтяного загрязнения почвы. Численность некоторых групп микроорганизмов (нитрификаторов, целлюлозоразрушающих аэробов) может служить показателем активности процессов самоочищения почвы от загрязнения нефтяными углеводородами, а изменение численности микроорганизмов и динамика микробиологических про­цессов — индикатором состояния микробиоценоза почвы при ее загрязнении.

5.2.