Гидрохимические показатели и распространение бактерий-деструкторов в минеральных озерах Монгольского плато

Цель работы – изучение гидрохимических параметров воды минеральных озер Монгольского плато и распространения в них различных групп гало- и алкалифильных бактерий-деструкторов, что позволит расширить представление о природе генезиса и функционировании этих экстремальных экосистем.

Методы исследования

В полевых условиях использовали для измерения кислотности среды – портативный рН-метр рНер2 (Португалия), минерализации – кондуктометр TDS-4 (Сингапур).

Концентрацию карбонатов, гидрокарбонатов, ионов хлора, кальция и магния в воде определяли титриметрическим методом, сульфатов – турбидиметрическим, сульфидов – калориметрическим [1, 2]. Концентрацию катионов натрия и калия определяли пламенно-фотометрическим методом на атомно-адсорбционном спектрофотометре ААС SOLAAR MG [2]. Органический углерод в донных осадках анализировали методом мокрого сжигания по Тюрину [3].

Учет численности гидролитических бактерий проводили методом предельных разведений [4, 5].

Результаты исследования и их обсуждение

Пробы для проведения микробиологических и гидрохимических исследований были отобраны 2011-2012 гг. в 10 минеральных озерах на территории Забайкалья, северо-восточной Монголии и Внутренней Монголии (Китай) (табл.1).

Таблица 1

Физико-химические показатели исследуемых озер

Значения общей суммы солей в озерах варьируют от 0,2 (оз. Тоссон) до 17,5 г/дм3 (оз. Улянсун). Значения кислотности среды в исследованных озерах находятся в щелочной области и варьируют от 7,3 (оз. Эжийн нуур) до 9,9 (оз. Тоссон). Катионно-анионный состав воды определен в пробах воды 5 озер: Бус Нуур’12, Горбунка, Ножей, Луу нуур, Эжийн нуур. Максимальные количества определяемых ионов зафиксированы в оз. Эжийн нуур, что и объясняет его высокую минерализацию (табл. 1, 2). По результатам сравнительного анализа анионного состава исследуемые озера отнесены к содово-соленым, так как в них зарегистрировано большое содержание ионов хлора: от 494,0 (оз. Луу нуур) до 32955,6 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур). Присутствует также сульфат, концентрация которого сильно варьирует – от 30,0 (оз. Луу нуур) до 28800,0 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур). Содержание ионов карбоната в пробах воды исследуемых озер невысоко 2,4 (оз. Эжийн нуур) – 76,8 мг/дм3 (оз. Горбунка). Концентрация гидрокарбоната варьирует от 200,08 (оз. Луу нуур) до 414,8 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур).

Катионно-анионный состав вод исследуемых озер, мг/дм3

Таблица 2

По катионному составу преобладают ионы натрия, его концентрация варьирует от 408 (оз. Луу нуур) до 25000 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур), что в сочетании с высокими значениями ионов карбоната и гидрокарбоната придает щелочной характер воде изучаемых озер. Содержание остальных катионов значительно ниже содержания ионов натрия. Так, концентрация ионов калия колеблется от 24 (оз. Луу нуур) до 2700 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур), ионов кальция варьирует от 16,00 (оз. Луу нуур) до 3000 мг/дм3 (оз. Эжийн Нуур), ионов магния – в пределах 38,4 (оз. Луу нуур) – 2400 мг/дм3 (оз. Эжийн нуур).

Содержание органического углерода в донных осадках определено в 9 пробах из 5 озер: Бус нуур’12, Са-хюрта, Шабхалантын нуур, Тоссон (1, 2 и 3 точки) и Улянсун (1, 2 и 3 точки) (рис.). Максимальное содержание органического углерода зафиксировано в донных осадках озера Бус нуур’12 – 1,10%, минимальное – в оз. То-сон (3 точка) – 0,07%.

Рис. 1. Сорг в донных осадках исследуемых озер, %. 1 – Сахюрта; 2 – Шабхалантын нуур; 3 – Бус нуур’12; 4 – Тосон 1; 5 – Тосон 2; 6 – Тосон 3; 7 – Улянсун 1; 8 – Улянсун 2; 9 – Улянсун 3.

Наличие органических и минеральных веществ в воде и донных отложениях озер благоприятствует широкому распространению различных физиологических групп микроорганизмов. В воде и донных отложениях озер изучено распространение аэробных и анаэробных гидролитических бактерий. Максимальная численность протеолитических бактерий в водной толще составляла 107 кл/мл, в донных осадках – 109 кл/мл. Численность амилолитических бактерий достигала 107 кл/мл, целлюлолитических – 106 кл/мл. Полученные данные о численности органотрофных бактерий свидетельствуют об активном участии микробного сообщества в деструкции органического вещества в аэробных и анаэробных условиях.

Таким образом, изученные минеральные озера Монгольского плато невелики по площади и мелководны. Для исследуемых озер характерна различная минерализация (0,2-17,5 г/дм3) и щелочные значения рН (7,3-9,9). Изучение гидрохимических характеристик позволяет выявить, что в воде исследуемых водоемов преобладают ионы натрия, хлора и сульфата.

Микробиологические исследования показывают, что в изученных озерах Монгольского плато широко распространены алкалифильные бактерии-деструкторы, чья геохимическая деятельность влияет на формирование состава вод и донных отложений озер.