Гидрохимическая и микробиологическая характеристика р. Хараа (Монголия)

Река Хараа является притоком р. Орхон – правого притока р. Селенга. Площадь водосбора р. Хараа равна 15050 км2, длина составляет 291 км [1]. Важнейшим компонентом биоты являются микроорганизмы, играющие непосредственную роль в ее функционировании и в формировании микробного сообщества. Гидрохимические показатели определяют развитие микроорганизмов, участвующих в круговороте веществ и энергии. Важным показателем в экологической характеристике микробных сообществ является общая численность микроорганизмов, которая показывает активность микроорганизмов в воде и осадках [2-3].

Цель исследования – определение физико-химических показателей и общей численности микроорганизмов в воде и осадках р. Хараа.

Методы исследования

Пробы воды и осадков для исследования были отобраны в августе 2013 г. В полевых условиях с помощью портативных приборов определяли физико-химические параметры воды в местах отбора проб. Значения рН и температуры вычисляли рН-метром ИТ-1101, предварительно откалиброванным по стандартным растворам. Для определения общей численности микроорганизмов (ОЧМ) в воде 20 мл пробы воды пропускали через мембранные нитроцеллюлозные фильтры (диаметр пор 0,22 нм) на фильтровальной установке. Для ОЧМ в осадках готовили суспензию (1 г ила в 100 мл безбактериальной воды). Суспензию гомогенизировали на установке УЗДН 2 мин. при частоте 22 кГц и фильтровали, затем просматривали на микроскопе Axiostar Plus («ZEISS», Германия) при увеличении 1,25x10x100 в 20 полях зрения. Площадь поля зрения – 3,14 x 104 мкм2. Подсчет общей численности производили по известной методике.

Численность бактерий в 1 г сырого грунта рассчитывали по формуле:

N=n∙K∙A/V, где N – численность бактерий; n – среднее число бактерий в одном поле зрения; K – отношение фильтрующей площади фильтра S (мкм) к просчитываемой площади поля зрения s (мкм); V – объем профильтрованной суспензии (мл); A – множитель для пересчета численности бактерий из разведения на 1 г.

Учет численности жизнеспособных клеток органотрофных бактерий проводили на среде РПА 1:10 глубинным посевом. Инкубация происходила при 30оС в течение 3 суток [4].

Результаты и обсуждение

Для определения условий среды обитания микроорганизмов были проведены измерения физико-химических параметров воды (табл. 1). Температура воды при отборе составляла 15-24°С. Значения рН находились в слабощелочной области. Высокое значение температуры у истока реки связано с малым количеством воды и скоростью течения, а значение рН 9,3 – с подземным источником воды. В целом по всем точкам отбора воды значение рН соответствует речным водам (6,5-8,5) [5]. Приведены значения содержания растворенного кислорода в воде, которые колеблются 7,17-9,19 мг/л, что соответствует норме.

Физико-химическая характеристика воды р. Хараа

Таблица 1

«-» – нет данных

В воде и донных осадках р. Хараа была определена общая численность микроорганизмов (ОЧМ). Наибольшее количество бактерий выявлено в устье реки (табл.). Известно, что наибольшая активность микроорганизмов наблюдается в местах поступления и концентрации органического вещества и в приустьевых участках рек. Количественные значения бактерий в воде немного различались, в осадках значения были одного порядка на всех точках отбора. По течению реки численность в воде возрастает, наибольшие значения зафиксированы при слиянии с р. Бальдж, в точках отбора рядом с населенными пунктами Тунхэл и Зун-Хараа. Максимальное количество микроорганизмов определено в точках отбора до и после слияния с р. Орхон. Численность бактерий в воде составляла 46 тыс. – 1,8 млн кл/мл. В осадках, представленных илами, значения колебались 1,2–2,9 млн кл/мл. В целом можно проследить такую закономерность – при высокой численности содержание растворенного кислорода минимально, и наоборот. Снижение концентрации кислорода свидетельствует об изменении биологических процессов в водоеме, об окислении примесей, содержащихся в воде, а также о потреблении растворенного кислорода водными организмами в процессе дыхания. Колебания численности бактерий связаны с гидрологическими и гидрохимическими условиями.

Наличие бактерий-деструкторов – органотрофных бактерий, показывает достаточное поступление легко-окисляемого органического вещества в водоем. Однако численности органотрофов в воде были не высокими и составляли 2-29 тыс. кл/мл, максимальные значения зафиксированы в точках отбора на р. Бальдж (250 тыс. кл/мл) и на р. Орхон после слияния с р. Хараа (550 тыс. кл/мл).

Таким образом, численность микроорганизмов в той или иной точке отбора является производной комплекса условий (наличия питательных веществ, физико-химических параметров). При сравнении микробиологических показателей в воде и осадках видно, что численность бактерий в р. Хараа до и после слияния с р. Орхон, а также в устье р. Хараа была выше по сравнению с другими точками отбора. Содержание кислорода находилось во взаимосвязи с численностью бактерий, при минимальной концентрации растворенного кислорода численность бактерий была высокой.