Кробиологическая индикация загрязнения реки Амур ароматическими углеводородами (стр. 2 )

Рис. 3. Численность бактерий в воде р. Амур в районе сел Нижнеленинское и Петровское накануне максимального загрязнения нитробензолом. П – поверхностные воды, Д – придонные воды; С – середина реки, ПБ – возле правого берега.

Кроме изменений в структуре МК р. Амур было выявлено изменение их активности по отношению к различным источникам углерода (рис. 4). 28 ноября 2005 г. была отмечена высокая активность МК по отношению к фенолу в придонных слоях воды, а в период с 29 ноября по 2 декабря − в поверхностных слоях воды. Рост микроорганизмов на бензоле активизировался в период 24 – 29 ноября, как в поверхностных, так и в придонных слоях воды. Повышенная активность МК по отношению к нафталину была отмечена в период с 26 ноября по 4 декабря. В период 24 – 27 ноября зафиксировано поступление трехциклических ПАУ с придонными, а затем и с поверхностными водами. К моменту регистрации нитробензола в придонных слоях воды вновь активизировалась деятельность микроорганизмов по отношению к фенантрену.

Для оценки последствий техногенной аварии весной и летом 2006 г. был проведен мониторинг качества вод рек Сунгари и Амур совместно российскими и китайскими учеными.

Микробиологические исследования показали, что воды р. Сунгари на всем участке Харбин – Тунцзян интенсивно загрязнены азотсодержащими ОВ, которые входят в состав хозяйственно-бытовых сточных вод. Загрязнение р. Амур азотсодержащими ОВ ниже устья р. Сунгари распространялось преимущественно вдоль правого берега.

Рис. 4. Динамика активности МК р. Амур в районе с. Нижнеленинское на моно– и полициклических ароматических углеводородах накануне поступления нитробензольного загрязнения: А – фенол, Б – бензол, В – нафталин, Г – фенантрен; П – поверхностные воды, Д – придонные воды.

Анализ численности микроорганизмов группы ФРБ/ФОБ показал, что воды р. Сунгари загрязнены ароматическими соединениями фенольного ряда. Согласно микробиологической индикации максимальный уровень загрязнения фенольными соединениями в марте 2006 г. наблюдался выше городов Харбин и Цзямусы. До ледохода максимальное загрязнение отмечалось в придонных слоях воды с максимумом на створе выше г. Харбин возле правого берега. После ледохода загрязнение фенольными соединениями увеличилось, главным образом в поверхностных слоях воды, особенно выше г. Цзямусы.

Несмотря на токсичность и высокую стойкость ПАУ к биодеградации, микробоценозы р. Сунгари уже в первые дни культивирования трансформировали их до цветных продуктов. Это говорит о хроническом загрязнении р. Сунгари ПАУ различной структуры.

Загрязнение двухцикличными ПАУ было более интенсивным, чем трехцикличными. Максимальное загрязнение двухцикличными ПАУ в марте распространялось вдоль левого берега на участке реки выше г. Харбин и вдоль правого берега на участке Цзямусы – Тунцзян. В мае 2006 г. активность микробоценозов по отношению к нафталину снижается (табл. 1). Максимальное поступление двухцикличных ПАУ отмечено у левого берега выше г. Харбин.

Максимальное загрязнение трехцикличными ПАУ в марте наблюдалось в районе г. Харбин, а в мае в низовье реки. В отличие от динамики загрязнения двухцикличными ПАУ в мае поступление трехцикличных ПАУ остается практически на том же уровне.

Таблица 1

Активность роста микробоценозов поверхностных вод р. Сунгари на ПАУ в марте и мае 2006 г. (ОП при 490 нм через 90 суток)

Место отбора проб воды	Нафталин	Фенантрен
март	май	март	май
г. Харбин	ЛБ	0,4	0,33	0,22	0,21
ПБ	0,3	0,15	0,24	0,17
г. Цзямусы	ЛБ	0,27	0,14	0,13	0,08
ПБ	0,42	0,19	0,13	0,11
г. Тунцзян	ЛБ	0,23	0,17	0,11	0,3
ПБ	0,43	0,14	0,19	0,17

После прохождения фронта нитробензольного загрязнения по р. Амур максимальная численность всех исследуемых групп бактерий регулярно отмечалась возле правого берега в зоне влияния р. Сунгари.

В марте 2006 г. общая численность гетеротрофного бактериопланктона в поверхностных слоях воды у правого брега в районе с. Нижнеленинское достигала 350 тыс. КОЕ/мл, что было выше в 27 раз, чем у левого берега. В период с марта по июль 2006 г. происходило постепенное снижение общей численности гетеротрофного бактериопланктона, но вода в р. Амур по-прежнему была низкого качества, и отмечалось большое влияние р. Сунгари на загрязнение р. Амур лабильными ОВ.

Микробиологические исследования численности бактерий группы ФРБ/ФОБ, а также экспериментальное исследование активности МК к фенолу показали, что в марте 2006 г. максимальное загрязнение фенольными соединениями происходило у правого берега ниже устья р. Сунгари, а также со стоками г. Фуюань. У правого берега ниже устья р. Сунгари как в придонных слоях воды, так и в поверхностных активность микробоценозов на феноле была выше, чем в самой р. Сунгари. Возможно, фенольные соединения поступали со стоками г. Тунцзян. Ниже по течению в районе г. Фуюань максимальное загрязнение также отмечалось у правого берега. Загрязнение фенольными соединениями вне зоны влияния р. Сунгари было либо низким, либо вовсе не отмечалось. В мае 2006 г. на всем участке р. Амур индикаторы фенольного загрязнения были отмечены только ниже г. Комсомольск-на-Амуре у левого берега и на середине реки, что может быть обусловлено влиянием поверхностного стока вышерасположенного г. Амурска, где расположены промышленные предприятия. В июле 2006 г. за счет прогревания водных масс, активизации микробиологических процессов разложения различных предшественников фенолов и развития фитопланктона увеличилось поступление фенольных соединений в водную среду, что привело к увеличению численности бактерий группы ФРБ/ФОБ (рис. 5) и активности МК, усваивающих фенол. Максимальное содержание фенольных соединений отмечено вдоль правого берега и на середине реки, в зоне влияния сунгарийских вод. Вновь отмечено влияние стоков г. Фуюань на загрязнение р. Амур фенольными соединениями.

Рис. 5. Сезонная динамика численности микроорганизмов разных групп у правого берега в районе с. Нижнеленинское (декабрь 2005 г. – июль 2006 г.).

Экспериментальные исследования активности МК показали, что в период с февраля по июль 2006 г. вода р. Амур была в меньшей степени загрязнена полициклическими ароматическими углеводородами, чем вода в р. Сунгари, однако максимальное загрязнение регулярно отмечалось вдоль правого китайского берега в зоне влияния вод р. Сунгари и ниже г. Фуюань.

Отмечено, что в марте 2006 г. по сравнению с декабрем 2005 г. поступление ароматических углеводородов снизилось. Однако на некоторых участках р. Амур сохранялась высокая активность МК по отношению к нафталину и фенантрену. Так максимальная активность на нафталине отмечена у обоих берегов в районе с. Амурзет (выше устья р. Сунгари), а также у правого берега ниже устья р. Сунгари. Согласно микробиологической индикации со стоком р. Сунгари низкомолекулярные ПАУ поступают с поверхностными водами, далее по течению р. Амур в районе г. Фуюань загрязнение распространяется преимущественно на середине реки в придонных слоях воды. Максимальная активность МК по отношению к фенантрену отмечена в придонных слоях воды у правого берега ниже устья р. Сунгари и в районе г. Фуюань.

В летний период поступление двухцикличных и трехцикличных ПАУ значительно возросло на всем исследуемом участке от с. Нагибово (выше устья р. Сунгари) до г. Хабаровск. Загрязнение вод р. Амур ПАУ в районе с. Нагибово распространялось на середине реки и может быть связано с поступлением данных поллютантов со стоком р. Бурея. В районе с. Нижнеленинское загрязнение ПАУ было отмечено преимущественно у берегов. Повышенная активность МК по отношению к ПАУ у правого китайского берега связана с поступлением данных поллютантов со стоком р. Сунгари, а у левого российского берега с поступлением в водную среду нефтепродуктов с вышерасположенной стоянки приграничных судов.

ГЛАВА 5. Криомикробоценозы рек Амур и Сунгари после техногенной аварии в Китае

Важнейшей экологической проблемой на реках Амур и Сунгари в зимний период гг. было вмерзание в лед токсичных веществ, которые были в составе загрязненных нитробензолом и другими поллютантами вод. Это грозило повторным поступлением токсикантов в водную среду во время ледохода.

Исследование льда р. Амур показало, что в районе с. Нижнеспасское в феврале 2006 г. распространение загрязняющих веществ проходило вдоль правого берега и на середине реки. Об этом говорит повышенная численность криомикробоценозов (КМЦ), развивающихся в контактной зоне вода-лед (рис. 6). Загрязнение льда р. Амур моно - и полициклическими ароматическими углеводородами было незначительным и сохранялось лишь на середине реки и вдоль правого берега под влиянием стока р. Сунгари и сточных вод китайских населенных пунктов. Отмечено, что у правого берега в районе с. Нижнеспасское активность КМЦ по отношению к фенантрену была такой, как у планктонных МК в этот же период времени, а по отношению к фенолу в три раза выше.

Рис. 6. Численность криомикробоценозов р. Амур в районе с. Нижнеспасское в феврале 2006 г. (1-7 – станции отбора льда по направлению от левого берега к правому).

В марте 2006 г. впервые были проведены микробиологические исследования льдов р. Сунгари. Пробы льда были отобраны у левого и правого берегов выше городов Харбин, Цзямусы и Тунцзян во время мониторинга совместно российскими и китайскими учеными, их анализировали послойно, толщина слоя в среднем составляла 20 см.

Послойное исследование численности микроорганизмов во льду у разных берегов позволило дать оценку характеру загрязнения р. Сунгари после техногенной аварии в течение всего периода ледостава. В некоторых слоях льда была отмечена чрезвычайно высокая численность микроорганизмов, свидетельствующая о поступлении различных ОВ со сточными водами населенных пунктов и промышленных предприятий, расположенных в провинции Хэйлунцзян (табл. 2).

Микробиологическими методами выявлено, что во всех слоях льда, отобранного в р. Сунгари, присутствовали легкодоступные ОВ. Это говорит о хроническом поступлении неочищенных хозяйственно-бытовых сточных вод в р. Сунгари. В районе г. Харбин, где образование льда происходило после прохождения нитробензольного загрязнения, у левого берега в течение всего зимнего периода поступали водные массы, загрязненные азотсодержащими ОВ и фенольными соединениями. У правого берега в контактной зоне вода-лед была отмечена высокая численность ФРБ/ФОБ, что говорит о загрязнении водных масс фенольными соединениями в текущий период времени.

Таблица 2

Численность криомикробоценозов во льду р. Сунгари в марте 2006 г.

Место отбора проб	Слой, см	ОЧГБ	АМБ	НБ	ФБ/ФОБ
Харбин	Левый берег	0-20	1200	300	250	100
20-40	32000	15000	20000	8740
40-60	23000	4333	8000	245
60-80	1500	100	0	0
Правый берег	0-20	4667	6333	2333	607
20-40	100	0	20	0
40-60	0	300	0	10
60-80	100	1000	0	1270
Цзямусы	Левый берег	20-40	0	0	0	0
40-68	-	0	100	0
68-76	300	0	0	0
Правый берег	0-20	43350	19000	40600	2400
20-40	1752000	423000	320000	48000
59-75	1000	1700	300	60
Тунцзян	Левый берег	0-20	150	100	600	50
80-100	150	200	450	20
Правый берег	0-20	34150	30700	98200	7820
46-69	450	100	350	0

Примечание: “-” данные отсутствуют.