Микологическая оценка почвы, загрязненной отходами производства нефтеперерабатывающей промышленности

В современном мире, зависящем от углеводородных энергоресурсов, источником наиболее масштабного техногенного загрязнения являются нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия. В результате деятельности вышеназванной отрасли промышленности происходит загрязнение значительных территорий из-за аварийных утечек и разливов топлива, нарушений условий эксплуатации оборудования. В настоящее время в России еще не разработана нормативная база для данного вида загрязнения. В связи с этим возникает еще большая необходимость мониторинга состояния территорий, подвергнутые интенсивному химическому прессингу. Среди всех параметров, которые в настоящее время применяются для оценки состояния окружающей среды, наиболее информативными является показатели биологической активности почвы. Особое внимание следует уделять такой соста вляющей сообщества почвенных микроорганизмов, как микроскопические грибы [14]. Одни виды могут быть чувствительны к изменению свойств почвы под воздействием различных поллютантов и служить индикаторами ее состояния [5]. Однако, многие виды микромицетов хорошо выживают, адаптируются и интенсивно размножаются в новых, иногда экстремальных условиях обитания. Изменения в структуре комплекса микромицетов при нефтяном загрязнении могут влиять на микробоценоз в целом, а также оказывать негативное воздействие на макроорганизмы. В частности, в условиях техногенеза может происходить накопление в почве токсичных для животных и растений форм грибов [4-7].

Целью данного исследования являлось изучение микологического комплекса для оценки состояния

территории, подвергнутой загрязнению нефтью и нефтешламом в условных полевого эксперимента.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования проводили в условиях полевого эксперимента на образцах серой лесной почвы (гумус 4,54 %, pHводный 6,1; Nобщ. 2507мг/кг), загрязненной отходами нефтепереработки (нефтешламом). Опыты проводили на площадках размером 1×1м в 3-х кратной повторности. Содержание нефтяных углеводородов на экспериментальных площадках составляло 6,4% и 10% (в пересчете на вес почвы). Контролем служила фоновая незагрязненная почва вдали от источника загрязнения. Выделение микромицетов проводили по общепринятой методике посева почвенной суспензии на подкислённую агаризованную среду Чапека [8]. Идентификацию видов микромицетов    осуществляли по определителям [9-15]. Для оценки представленности микромицетов использовали показатель обилия (плотности) и частоты встречаемости вида. Оценку разнообразия сообщества проводили с помощью индекса разнообразия Шеннона, а также коэффициентов сходства Жаккара и Съеренсена-Чекановского [2, 8, 16].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Из исследованных почв выделено 23 вида микромицетов и стерильная форма мицелия. Идентифицированные виды относились к родам Alternaria, Aspergillus, Geosmithia, Penicillium, Trichoderma (табл.). В фоновой почве были обнаружено 11 видов . Однако следует отметить, что половину видов представляли собой малочисленные изоляты, выделявшиеся однократно.

При умеренном загрязнении почвы (6,4%) видовой состав комплекса    изменился.

Уменьшилось количество выделяемых видов за счет исчезновения видов P. сamemberti, P. citrinum, 155

P. coeruleoviride, P. commune, P. griseoroseum, P. resedanum, P. resticulosum .

Были выделены два новых вида – Geosmithia putterillii, Penicillium ochro-chloron, не обнаруженные в фоновой почве. Отмечено увеличение обилия Aspergillus niger, а плотность популяций P. lanosum уменьшилась. Возрастание концентрации поллютантов до 10% приводило к увеличению количества выделяемых видов за счет появления новых – Aspergillus repens, P. chrysogenum var. chrysogenum, P. madriti.

Таблица. Обилие и частота встречаемости микромицетов серой лесной почвы, загрязненной нефтью

Прим.: « - » - вид не обнаружен; * - фитотоксичный вид

Виды Aspergillus niger, Penicillium decumbens и P. lanosum, встречались практически во всех образцах серой лесной почвы. Aspergillus niger – входивший в группу редких видов в незагрязненной почве, становился частым при концентрации поллютанта 6,4%. Типично частый вид Penicillium lanosum в загрязненной почве снизил свою численность и стал типичным редким.

Среди устойчивых видов, способных использовать нефтяные углеводороды в качестве источника углерода и энергии, наибольшей активность обладали Aspergillus niger, P. canescens, P. lanosum, Trichoderma viridе . Aspergillus repens, P. canescens, P. chrysogenum, P. glauco-cinerascens P. madriti, Micelia sterilia были выделены только в сильнозагрязненных образцах почвы. Penicillium canescens, P. chrysogenum var. chrysogenum, P. madriti и Trichoderma viride встречались исключительно в загрязненной почве. Эти виды грибов являются фитотоксичными формами и синтезируют ряд токсинов, опасных для растений и жифотных. Также следует отметить, что присутствие поллютантов в почве стимулировало развитие фитотоксичных видов Aspergillus niger и Penicillium raperi .

Результаты полевого эксперимента показали, что индекс видового разнообразия уменьшался в варианте опыта с концентрацией поллютанта 6,4%. Такое положение можно объяснить выпадением из микологического сообщества чувствительных к нефтяному загрязнению видов. В варианте опыта с концентрацией нефти 10% отмечалось увеличение индекса Шеннона до значения 2,24, что возможно связано с массовым развитием толерантных к загрязнению видов микромицетов и адаптацией микологического сообщества к загрязнителю (табл.).

В ходе исследования было отмечено, что наибольшим сходством видового состава обладали образцы загрязненной почвы с концентрацией нефтяных углеводородов 6,4% и 10%, коэффициент сходства Жаккара составлял 29%. Наибольшие различия в видовом составе грибов отмечались между фоновой почвой и почвой с содержанием загрязнителя 10%, где показатель принимал значение 10%.

По результатам подсчета коэффициента Сьеренсена-Чекановского был проведен кластерный анализ данных, в результате чего была получена диаграмма, наглядно демонстрирующая схожесть микосообществ в исследуемых образцах почвы (рис.).

Рис. Сходство структуры комплексов микромицетов серой лесной почвы, загрязненной различными концентрациями нефтяных углеводородов

Таким образом, сравнение видового состава микромицетов образцов нефтезагрязненной почвы с разным содержанием углеводородов показало, что загрязнение приводило как изменению качественного     состава     микологического сообщества серой лесной почвы, так и к изменению темпов роста токсинообразующих микромицетов. Попадание поллютантов в почву приводило к значительному расхождению в структуре грибных комплексов в сравнении с контрольными пробами.