Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Организмы в системе очистки сточных вод 6
1.1. Микроорганизмы 8
1.2. Воздействие сточных вод на водоросли и цианопрокариоты 10
1.3 . Водоросли и цианопрокариоты, как концентраторы химических элементов
1.4. Альгофлора аэротенков, биопрудов и прудов доочистки сточных вод 18
1.5.Роль вторичных метаболитов в биологической очистке сточных вод 25
І.б.Фауна аэротенков 32
Глава 2. Описание биологических очистных сооружений (БОС) канализации II очереди г. УФЫ
Глава 3. Материал и методы исследования 44
3.1. Методика отбора проб 44
3.2. Методика обработки проб 44
3.3. Статистические методы обработки 50
Глава 4. Систематическая структура цвц бос канализации II очереди г. Уфы
Глава 5. Сезонные изменения состава цвц и обилия видов в активном иле
Глава 6. Использование данных по составу и количественному развитию ЦВЦ для мониторинга активного ИЛА БОС г. Уфы
Выводы 109
Литература 111
Приложения 132
- Воздействие сточных вод на водоросли и цианопрокариоты
- Водоросли и цианопрокариоты, как концентраторы химических элементов
- Методика обработки проб
- Систематическая структура цвц бос канализации II очереди г. Уфы
Введение к работе
Актуальность темы. В условиях научно-технической революции, когда человечество вовлекает в свои производственные и хозяйственные нужды более половины запасов пресных вод, проблема сохранения качества воды становится чрезвычайно актуальной. Известно, что главным источником загрязнения водной среды являются сточные воды. Основная их масса в России (78,9 % от общего объема загрязненной воды) очищается на биологических очистных сооружениях (БОС), которые являются мощными защитными экранами. Главным реактором БОС является активный ил -экосистема, включающая сложный комплекс бактерий, грибов, цианопрокариот, водорослей, простейших и микроскопических червей. Формирование количественного и качественного состава биоты этой экосистемы определяется режимом функционирования БОС.
В экосистеме активного ила выделяются три трофических уровня. Первый - представлен бактериями, цианопрокариотами и водорослями. Второй - инфузориями и коловратками. Третий уровень представлен хищными инфузориями (Липеровская, 1977). Водоросли и цианопрокариоты формируют цианопрокариотно-водорослевые ценозы (ЦВЦ), которые участвуют в деструкции загрязнений, выделяют в окружающую среду кислород и продуцируют фитонциды в комплексе с другими физиологическими активными веществами (Догадина, 1970; Жмур, 2003; Шкундина и др., 2007). ЦВЦ на очистных сооружениях изучены недостаточно.
Уфа - город с миллионным населением (на 2007 г. - 1 023 002 человек) является одним из крупных промышленных центров Урало-Поволжья. Основная масса сточных вод г. Уфы очищается на очистных сооружениях канализации II очереди, производительностью 180 тыс. м3/сут. Цель работы - изучить состав ЦВЦ БОС канализации II очереди г. Уфы и проанализировать связь состава ЦВЦ с биологическими сезонами. Задачи исследования:
1. Провести анализ состава ЦВЦ и обилия видов водорослей и
цианопрокариот в различные сезоны;
Проанализировать основные характеристики флоры водорослей и состава цианопрокариот по данным учета за 2005 — 2008 гг.;
Выделить доминирующие и субдоминирующие виды ЦВЦ;
По составу водорослей и цианопрокариот определить степень сапробности активного ила;
Выявить степень устойчивости ЦВЦ в различные периоды исследования и сравнить с ЦВЦ БОС г. Уфы и других городов РБ.
Научная новизна. Составлен конспект флоры водорослей и состава цианопрокариот БОС канализации II очереди г. Уфы, что позволило расширить общий список водорослей и цианопрокариот антропогенных экосистем Приволжского федерального округа. Выявлены биологические сезоны в изменении количественных показателей развития ЦВЦ. Показано, что на БОС сформировались устойчивые ЦВЦ, которые способны восстанавливаться естественным путем без рекультивационных мероприятий. Полученные данные могут служить эталоном при сравнении ЦВЦ различных БОС.
Практическая значимость. Данные о составе ЦВЦ могут быть использованы при составление кадастров водорослей и цианопрокариот экосистем БОС на территории городов, и рассматриваться как составляющие их биологического мониторинга. Данные количественного учета ЦВЦ активного ила могут включаться в системы поддержки принятия решений по предотвращению чрезвычайных ситуаций на очистных сооружениях. Результаты исследований используются в курсах лекций «Альгология», «Гидробиология», «Урбаноэкосистемы» на биологическом и экологическом отделениях биологического факультета БашГУ.
Апробация. Результаты работы были представлены на конференциях: I Республиканской научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной альгологии» (Уфа, 2006); I Всероссийской научно - практической конференции «Альгологические исследования: современное состояние и переспективы на будущее» (Уфа, 2006); Ш Международной конференции «Биоразнообразие и биоресурсы Урала и сопредельных территорий» (Оренбург, 2006); Всероссийской научно-практической конференции с международным
5
участием «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития»
(Киров, 2007); Международной научной конференции «Биологическая
рекультивация и мониторинг нарушенных земель» (Екатеринбург, 2007);
Межрегиональной научно-практической конференции «Чистая вода
Башкортостана» (Уфа, 2008); Всероссийской школе - семинаре «Проблемы
современной альгологии» (Уфа, 2008); ХП съезде Русского ботанического
общества «Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI
века» (Петрозаводск, 2008); Всероссийской школе - семинаре
«Нанобиотехнологии: проблемы и перспективы» (Белгород, 2008). Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, включенных в перечень научных изданий и журналов, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ. Личный вклад автора состоит в анализе литературных источников по теме исследования, получение и анализе экспериментального материала, описание результатов исследования, участие в формировании выводов. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, приложения. В списке литературы 195 источников, в том числе 25 на иностранном языке. Диссертация изложена на 143 страницах, в том числе 110 страницах основного текста, иллюстрирована 11 рисунками, 16 таблицами. Приложение включает таблицу встречаемости видов водорослей и цианопрокариот, обнаруженных на различных стадиях очистки БОС канализации II очереди г. Уфы, таблицы значений индекса сапробности для аэротенка и регенератора; таблицу таксономического спектра ЦВЦ.
Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю д. б. н., проф. Фаине Борисовне Шкундиной, заведующему кафедрой ботаники д. б. н., проф. Айрату Римовичу Ишбирдину, д. б. н., проф. Руфилю Гафаровичу Минибаеву, всем преподавателям и сотрудникам кафедры ботаники за помощь, понимание и поддержку при выполнении работы.
Воздействие сточных вод на водоросли и цианопрокариоты
Влияние сточных вод на автотрофные микроорганизмы изучалось многими исследователями (Догадина, 1972; Бесчетнова и др., 1976; Сайфуллина, Киреева, 1984; Бейгул, 1997; Кузьминова, Руднева, 2005; Пушкарь и др., 2006; Шевелева, Пастухов, 2006; Valsamma, Ammini, 2002 и ДРО Т. Н. Догадиной в лабораторных условиях изучалось влияние сточных вод различных производств (кожевенного завода, тракторного завода, фабрики первичной обработки шерсти и содового комбината) на два вида протококковых водорослей - Chlorella vulgaris и Scenedesmus obliquus. Выяснилось, что эти два вида водорослей способны обитать в разнообразных сточных водах (Догадина, 1972).
Влияние очищенных сточных вод различных цехов судостроительных предприятий (Бесчетнова и др., 1976) было исследовано на водорослях и дафниях. Анализировалось 5 стоков различных цехов в течении 96 часов. Неразбавленная сточная вода, одновременно с сокращением численности водорослей, вызывала и морфологические изменения в клетках. При действии разбавленных сточных водах наблюдалось увеличение численности водорослей. Н. С. Кузьминова и И. И. Руднева (2005) выявили, что в месте выпуска сточных вод отмечается интенсивное развитие диатомовых водорослей.
Для очистки сточных вод иногда используется водорослевый инокулянт. Для очистки сточных вод деревообрабатывающей промышленности инокулянт представлял собой культуры зеленых водорослей и цианопрокариот. Динамика развития наблюдалась в течение месяца. Анализ результатов свидетельствовал об эффективности очистки сточных вод водорослями (Сайфуллина, Мартыненкова, 1995). Ранее 3. Н. Сайфуллиной (1988) рассматривалось влияние стоков на представителя желто-зеленых водорослей - Pleurochloris magna. Констатировано, что сточные воды являются хорошей питательной средой для развития водорослей, оптимальной концентрацией для данной водоросли явилось разведение 1:10. Проведенный биохимический анализ стоков до и после эксперимента показал, что при биологической очистке происходит значительное снижение концентрации ингредиентов.
Г.М. Паламарь-Мордвинцева, В.В. Ступина (1972) обнаружили высокую эффективность очистки пруда сточной воды под действием культуры Ankistrodesmns braimii. Культуру выращивали в течение 10-15 дней непосредственно в биологических прудах непроточного типа очистных сооружений. В опытных прудах первые пять суток внесенные водоросли не развивались, но при этом через 24 — 29 часов после внесения культуры возникало массовое развитие одного или нескольких аборигенных видов водорослей. Это бурное развитие продолжается в течение трех суток, и уже на четвертые сутки коловратки начинают усиленно выедать водоросли до полного очищения воды. В контрольных прудах развитие флоры происходит через 2-3 недели, но при этом процесс происходит не так интенсивно. Описанные явления происходили в летний период.
В лабораторных опытах, проводимых группой исследователей (Гюнтер и др., 1981), изучалось влияние доочистки сточных вод на рост водорослей. Опыты проводили в культиваторах объемом 40 литров, исследовалась сточная вода Тушинской станции аэрации, инокулируемая культурой протококковых водорослей {Chlorella vulgaris и Scenedesmus obliqims). Была доказана эффективность очищения культурами водорослей, что подтверждалось математическими моделями процесса. Следует отметить эффективность очистки в прудах в летний период, а в зимний и осенне-весенний периоды эффект практически отсутствует.
Установление роли некоторых хлорококковых водорослей в утилизации капролактама, который содержится в сточной воде производств химических волокон изучали В.В. Ступина, Л.И. Ленова (1985). Объектом исследований служили альгологические культуры хлорококковых водорослей: Chlorella vulgaris, Ankistrodesmus braimii, и Scenedesmus obliquus. Утилизация зависит от исходной концентрации капролактама, а также от видового состава водорослей. Наиболее интенсивно концентрация капролактама снижалась под действием Ankistrodesmus braimii, менее интенсивно в присутствии Chlorella vulgaris и Scenedesmus obliquus.
В пруду со стоками нефтеочистительного производства с февраля 1994 г. по февраль 1995 г. изучали динамику биомассы, продуктивности и структуры микроводорослевого сообщества. Пруд был эвтрофным с доминированием оппортунистических видов, достаточно устойчивых к химическому стрессу. Отмечались сезонные колебания изученных параметров альгофлоры данного пруда (Valsamma, Ammini, 2002).
Золотистые водоросли достаточно чувствительны к изменениям окружающей среды. Поэтому интересным является использование представителя золотистых водорослей Ochromonas ovalis для изучения влияния сточных вод Санкт-Петербурга. В сточной воде содержалось 11 различных ионов тяжелых металлов. В присутствие сточной воды число подвижных клеток уменьшается, а скорость движения клеток, сохранивших подвижность, возрастает (Волошко и др., 1996).
Изучалось влияние стоков г. Тржебонь, взятых на последней стадии очистки, на рост Chlorella vulgaris. После культивирования водорослей содержание в сточной воде азота уменьшалось в среднем на 94,8 %, фосфора - на 98,5 % и магния на 76 %. При увеличении концентрации сточной воды уменьшалась эффективность удаления азота и фосфора (Вебер и др., 1984). Изучение роста Chlorella vulgaris на сточных водах свино-комплекса «Поволжский» показало, что с увеличением концентрации стоков в среде увеличивалась удельная скорость роста водоросли, ее численность, при этом угнеталась патогенная микрофлора (Филиппов, 1991).
Влияние сточной воды на различные культуры водорослей исследовал Н. Н. Бейгул (1997). В сосуды со сточной водой вносились культуры водорослей и наблюдались в течение 10 суток. Для выявления зависимости степени очистки сточных вод сахарного завода от вида культивируемых водорослей был проведен гидрохимический анализ до и после очистки. Проведенный анализ показал, что развитие Chlorella vulgaris приводит к снижению концентрации хлоридов в 12 раз, сульфатов - в 50 раз, фосфатов — в 7,5 раз. Выращивание Synechocystis aquatilis привело к снижению концентрации сульфатов в 43 раза, хлоридов в 8,5 раз, а фосфатов в 6,5 раз. Развитие Scenedesmus acuminatus также приводит к значительному уменьшению концентрации загрязнителей. После выращивания всех отобранных культур такие показатели как нитраты и нитриты отсутствуют, несколько возрастает рН. Высокие показатели очистки сточных вод и реабилитация водоемов Chlorella vulgaris подтвердились в исследованиях, проведенных Н. И. Богдановым (2008). Предварительно был установлен состав водорослей и цианопрокариот в сточной воде после выхода из аэротенков, биологических прудах доочистки. После этого вносили культуру зеленых водорослей и изучали видовой состав после инокуляции. Видовой состав водорослей менялся после двух дней культивирования. Доминирующее положение занимали хлорококковые зеленые водоросли. Представители исходных видов из планктона выпадали (Богданов, 2008).
Водоросли и цианопрокариоты, как концентраторы химических элементов
Водоросли, обладая способностью концентрировать в значительном количестве химические элементы, выполняют в водоеме роль биофильтров. Биологическое воздействие металлов на водоросли происходит в водной среде и возможным механизмом адаптации к высоким концентрациям тяжелых металлов является биоаккумуляция или же способность клеток выделять ионы металла (очевидно, в комплексе с белками) (Culotta et al., 1992). Исследования процесса биоаккумуляции имеет большое практическое и теоретическое значение, что позволит решить проблему адаптации водорослей к токсикантам, а также реализовать возможность биологической очистки воды от ионов тяжелых металлов. Было исследовано содержание ионов кальция, железа, меди и селена в клетках Dunaliella viridis и их способность накапливаться. Была выявлена высокая биоаккумуляционная способность Dunaliella viridis по отношению к ионам железа. Этот вид также может накапливать ионы меди, но в меньшей степени, чем ионы железа. Ионы кальция не накапливаются и не влияют на рост и динамику развития микроводоросли (Голвянский, 1999). А.И. Божков и СМ. Могилянская (1996) при исследовании влияния различных концентраций сернокислой меди на рост и развитие Dunaliella viridis сделали вывод, что клетки этого вида способны адаптироваться к высоким концентрациям путем экскреции. Тяжелые металлы и их соли встречаются в сточных водах предприятий машиностроения, металлообработки, химической и нефтехимической промышленности и других отраслях. В сточных водах поступающих на очистку, металлы представляют разнообразные химические соединения в растворенных или нерастворенных формах. Некоторые металлы выпадают в осадок в щелочных средах, другие гидролизируются и подкисляют сточные воды. Действие тяжелых металлов и их солей на активный ил характеризует их как токсикантов, угнетающих окислительную способность микроорганизмов. Токсичность соли металла зависит от токсичности катиона или аниона. Если токсичность анионов (хлориды, нитраты, сульфаты) примерно одинакова, то катионы металлов различаются по своей токсичности (Шаяхметов, 2004).
Vasudevan P., Padmavathy V., Tewari N., Dhingra S. С. установили, что при сбросе промышленных сточных вод на очистные сооружения поступают тяжелые металлы (медь, цинк, кадмий и др.). Исследования показали, что водоросли, а также грибы и бактерии могут сорбировать ионы тяжелых металлов. При этом различали два вида извлечения из сточных вод тяжелых металлов: биосорбция (при использовании в качестве сорбента инактивированной биомассы) и биоаккумуляция (применения живых организмов) (Vasudevan et al, 2001).
При размножении Chlorella vulgaris, Scenedesmus quadricauda наблюдалось снижение токсичности соединений хрома в водной среде. При этом шестивалентный хром поглощался клетками водорослей, где и восстанавливался до трехвалентного (Илялетдинов, 1980).
М.А. Краснояруженская, М.С. Дементьев (2006), изучив род Chlamydomonas и Englena, выявили степень накопления тяжелых металлов из стоков. Наиболее интенсивно поглощаются из среды цинк, кадмий и медь - более 90%. Менее активно поглощаются железо и никель - более 50 %.
Установлено, что при удалении остаточных органических загрязнений основная роль принадлежит микроводорослям, выделен вид Chlorella pyrenoidosa. Величина БПК очищенной воды составляла в среднем 29 мг/л, содержание клеток названной культуры изменялось от 400000 до 600000 на 1 мл, концентрация хлорофилла форм А и Б составляла в среднем 452 и 151 мг/м соответственно (Valsamma, Ammini, 2001).
Водоросли в качестве сорбентов могут эффективно использоваться для удаления тяжелых металлов из промышленных сточных вод. Cho Dae Yeon et al. (1994) изучали связывающие металл характеристики Chlorella vulgaris. Исследования поглощения тяжелых металлов водорослями продолжились в лабораторных условиях. Испытывались 11 видов водорослей (среди них Chlorella sp, Euglena sp, и др.). Исходная концентрация 30 мг/л различного вида водорослями составила от 0 до 97 % и от 6,7 до 99 % после 5 минут экспозиции. При увеличении экспозиции увеличились и показатели очистки сточных вод (Chong et al, 2000).
Е. А. Пасечная, О. М. Арсан (2003) установили условия биоаккумуляции зелеными нитчатыми водорослями меди и марганца. Позднее П. Д. Клоченко с соавторами (2007) проводили исследования по поглощению тяжелых металлов эпифитными водорослями водоемов г. Киева. Было установлено, что интенсивнее цинка и свинца аккумулируется кадмий. Эпифитные водоросли в основном были представителями отделов диатомовых и зеленых водорослей.
В 1993 году из образцов илов, сформированных на биофильтрах (Красный Бор), выделили доминирующий род Chlorella. Е. Ф. Сафонова (1997) с помощью пересевов выделила 24 клона. Пересев с добавкой кадмия выделил 12 изолятов. Для этих изолятов оценили устойчивость к ионам кадмия, меди, цинка и никеля.
Изучение действия бихромата калия на культуру Scenedesmus quadricauda в разные сезоны года показало, что токсическое действие бихромата калия снижается со временем экспозиции. Сохраняется репродуктивная способность клеток, а так же при перемещении в чистую среду количество водорослей восстанавливается, и по численности не уступают контролю. В культурах, которые подвергались токсическому действию, возрастали размеры клеток пропорционально концентрации внесенного бихромата калия (Артюхова и др., 1996).
Aphanizomenon flos-aquae и Microcystis aeruginosa предпочитают воды богатые аммонийным азотом. Представители диатомовых водорослей хорошо растут на водах, подверженных интенсивному антропогенному эвтрофированию. Известно, что представитель золотистых водорослей Dinobiyon divergens развивается в водоемах с повышенным содержанием биогенов (Трифонова, 1979). Зеленые жгутиконоцы, представители родов Englena, предпочитают фосфаты (Липеровская, 1977).
Методика обработки проб
Анализ активного ила основывается на определении видового и группового состава его обитателей и оценке физиологического состояния организмов — индикаторов, которые свидетельствуют о качестве очистки воды. Для более полной характеристики процесса очистки применяется количественный учет микроорганизмов активного ила, с использованием соотношения суммы прикрепленных и свободноплавающих простейших.
В настоящее время гидробиологический анализ является одним из основных методов оперативного контроля состояния ила и работы биоокислителей, даже когда результаты химических анализов не меняются.
В пусковой период очистных сооружений гидробиологический анализ производится ежедневно, при стабильной работе - 2 раза в неделю для аэротенков. Пробы на анализ берут отдельно из каждого сооружения: аэротенка, регенератора, распределительного канала. Пробу ила в секциях аэротенков и в регенераторе обычно отбирают на выходе. Для отбора проб со дна сооружения из вторичного отстойника или из резервуара может быть применен батометр.
Жидкую пробу переливают в широкогорлую склянку, заполняя ее наполовину, и не закрывают пробкой. В лаборатории к анализу приступают немедленно и не позднее, чем через 20-30 мин с момента отбора пробы. При малой концентрации активного ила, а также в очищенной воде для сгущения пробы применяют отстаивание, центрифугирование или фильтрацию через мембранный фильтр №6. Однако препарат, приготовленный из такой пробы, не годится для количественного учета простейших. Так как активный ил населен в основном организмами, имеющими малые размеры, анализ ила проводится с помощью микроскопа.
Перед приготовлением препаратов пробы ила тщательно перемешивают, после чего смесь набирают в пипетку. Качество приготовления препарата в значительной степени влияет на результат микроскопирования. Предметные и покровные стекла, применяемые для анализов, должны быть чистыми и хорошо обезжиренными, поэтому их подвергают особой обработке. Обезжиривание достигается несколькими способами: 1. Стекло кипятят 15 минут в 1 % растворе питьевой соды (или в мыльной воде), затем ополаскивают водой и кладут в слабый раствор соляной кислоты. После этого его тщательно промывают водой.
2. Выдерживают стекла 2 часа в концентрированной серной кислоте, затем моют их в воде, кипятят в щелочи и вновь промывают водой. 3. Стекла подвергают кипячению в растворе какого-либо моющего средства или в 1%-ном водном растворе питьевой соды с последующим ополаскиванием водопроводной водой, слабым раствором соляной кислоты и, затем, дистиллированной водой. 4. Стекла погружают на сутки в концентрированную серную кислоту и хорошо ополаскивают водопроводной и дистиллированной водой. 5. Помещением на несколько суток в хромовую смесь с последующей промывкой водой, слабым раствором едкого натра и дистиллированной водой. 6. Покровные стекла, не бывшие в употреблении, обмывают смесью равных частей спирта и эфира, пли бензином и вытирают мягким полотенцем. Хранят подготовленные стекла: 1 - в сосудах (банках) с притертыми пробками в смеси равных количеств спирта и эфира или только в 96% спирте; 2 - промытыми и вытертыми досуха мягким полотенцем в чашках Петри. Предметные и покровные стекла берут пальцами только за боковые грани.
Прижизненное исследование организмов необходимо для определения их видовой принадлежности и физиологического состояния (размеры, активность, цвет, состояние ресничек, наличие минеральных или органических включений). В этом случае при микроскопировании активного ила применяют 2 метода: «метод висячей капли» и «метод раздавленной капли». Иначе говоря, исследование проводят либо в висячей, либо в раздавленной капле, когда предметное стекло покрыто покровным. Структура ила при придавливании капельной пробы покровным стеклом может деформироваться от тяжести последнего. Поэтому для изучения структуры ила наиболее приемлем метод висячей капли (Шкундина и др., 2007). Он заключается в следующем: на тщательно вымытое покровное стекло наносят небольшую каплю иловой смеси, на которое накладывают предметное стекло с луночкой посередине, края которой предварительно обмазаны вазелином. Предметное стекло слегка прижимают к покровному, они склеиваются, в результате чего капля долго не высыхает. После этого препарат готов к исследованию.
Метод раздавленной капли предполагает следующее: на чистое предметное стекло наносится капля тщательно размешанной иловой смеси (биопленки) и покрывается покровным стеклом (18x18). Покровное стекло следует опускать на предметное под углом не более 45 во избежание образования на препарате пузырьков воздуха. После этого препарат помещают на предметный столик микроскопа, закрепляют прижимными клеммами и просматривают. При качественном исследовании проб производят определение массовых форм до рода или вида. Кроме этого необходимо оценить и физиологическое состояние организмов, отметить наличие в структуре ила минеральных и органических частиц, волокон, мусора и т.д. При определении видовой принадлежности организмов иногда необходимо сделать их неподвижными, для чего используют соответствующие фиксирующие жидкости либо прижизненную окраску.
Просмотр проводится в три этапа. 1 этап. Используется микроскоп с объективом х10 и окуляром х10. На предметное стекло микропипеткой наносится калиброванная капля предварительно хорошо перемешанной иловой смеси объемом 0,01 мл и покрывается покровным стеклом 9:9 мм. Препарат закрепляется в препаратоводителе и просматривается, начиная от левого верхнего угла покровного стекла. Исследуя препарат, осторожно перемещаем его вначале слева направо до конца, а затем, смещая на одно поле зрения вниз, просматриваем его справа налево. Необходимо внимательно следить за тем, чтобы ни одно поле зрения не было пропущено. Прерывать подсчет, пока весь препарат не будет просмотрен, нельзя, так как вода в нем быстро испаряется, что вызывает ошибку при подсчете. В графе 2 отмечаются штрихами или цифрами все встречаемые микроорганизмы. Таким образом, на первом этапе исследования учитываются организмы с плотностью более 100 экз. на 1 мл. 2 этап. Используется микроскоп с объективом х10 и окуляром х7. На предметное стекло наносится капля хорошо перемешанной иловой смеси объемом 0,1 мл, покрывается покровным стеклом 24:24. Так же, как и в первом этапе, просматривается все, не исключая ни одного поля зрения. В графу 3 вносятся только те организмы, которые не встречались в пробах на первом этапе исследования. Таким образом, учитываются те организмы, число которых в 1 мл более 10. Точность подсчета повышается, если на втором этапе учитываются колониальные и крупные организмы, независимо от того, встречались они на первом этапе подсчета или нет. 3 этап. Используется микроскоп с окуляром х10 и объективом х10. Со дна склянки пипеткой отбирается произвольное количество осевшего ила и помещается между двумя предметными стеклами. Получается большой препарат, где ил представлен очень обильно. Можно не спешить при осмотре этого препарата, при высыхании он заменяется свежим. Здесь внимание следует сосредоточить на состоянии обитателей, величине, форме и плотности хлопьев ила, наличии посторонних примесей. Если встречаются организмы, не отмеченные на 2-х предыдущих этапах исследований, то в графе 4 ставится единица. Полученные результаты следует разделить на дозу ила в г/л и на обсчитанный объем в мл.
Методика сбора и обработки альгологического материала соответствовала общепринятым подходам в изучении водорослей (Голлербах и др., 1953; Топачевский, Масюк, 1984; Водоросли, 1989).
Систематическая структура цвц бос канализации II очереди г. Уфы
В течение 2006-2008 гг. на первых стадиях очистки (в песколовках и первичных отстойниках) водоросли и цианопрокариоты не были выявлены. Автотрофные организмы появлялись в составе активного ила, формирующегося в аэротенках и вторичных отстойниках. Состав водорослей и цианопрокариот этих сооружений изменялся качественно и количественно по этапам прохождения очистки. За период исследования нами было выявлено 108 видов и внутривидовых таксонов водорослей и цианопрокариот, относящихся к 7 отделам (рис. 4). По числу видов отделы распределились следующим образом: Bacillariophyta - 42 вида и внутривидовых таксона, Chlorophyta — 31, Cyanoprokaryota — 21, Englenophyta - 8, Dinophyta, Chysophyta и Xanthophyta - no 2 вида и внутривидового таксона (табл. 2).
Большое внимание уделено изучению флоры водорослей и состава цианопрокариот прудов доочистки (Догадина, Бродская, 1995; Лунгу, 2008; Лунгу, Обух, 2004; и др.). Наиболее полный список водорослей и цианопрокариот, обнаруженных в очистных сооружениях биологической очистки сточных вод производства минеральных удобрений, приведен в монографии Л. И. Леновой и В. В. Ступиной (1990). Авторами выявлено 127 таксонов водорослей, относящихся к 4 отделам (рис. 2). Нами впервые в активном иле были определены представители отделов Dinophyta, Chysophyta, Xanthophyta. У Л. И. Леновой, В. В. Ступиной распределение числа видов по отделам было следующее: Bacillariophyta - 46, Chlorophyta -37, Cyanoprokaryota - 21, Eaglenophyta - 14 видов и внутривидовых таксонов (табл. 3).
Показатели флористического богатства и систематического разнообразия водорослей и цианопрокариот исследованных очистных сооружений минеральных удобрений по Л.И. Леновой и В.В. Ступиной (1990) Итого 7 15 27 42 127 100 1,5 4,7 3,0 Наибольшее видовое разнообразие в этом порядке было у рода Navicula (8 видов и внутривидовых таксонов). Порядок Cymbellales включал 3 семейства, 3 рода с 5 видами. Наименьшее видовое богатство отмечено в порядке Thalassiophysales представленного семейством Catenulaceae и видом Amphora ovalis.
В классе Fragilariophyceae определен порядок Fragilariales с одноименным семейством, 6 родами, 10 видами, что составило 23,8 % от общего числа диатомовых водорослей. Род Fragilaria включал 3 вида и внутривидовых таксона. Такие рода, как Opephora, Meridion, Asterionella включали по одному вид.
Наименьшее видовое богатство отмечено в классе Coscinodiscophyceae (11,9 % от числа диатомовых водорослей). Было выявлено 5 видов, относящихся к трем родам Cyclotella, Melosira, Aulacoseira, 3 семействам и З порядкам.
В систематическом списке альгофлоры очистных сооружений минеральных удобрений Л. И. Леновой и В. В. Ступиной Bacillariophyta занимали лидирующее положение (46 видов и внутривидовых таксонов) и составляли 36,2 % от общего списка водорослей и цианопрокариот. Было выявлено 3 класса, 8 порядков, 14 семейств, 20 родов. Вклад классов в отдел неравнозначен. Активное участие в сложение альгофлоры вносил класс Bacillariophyceae, представленный 6 порядками, 12 семействами, 15 родами и 37 видами, что составило 80,4 % от числа видов диатомовых водорослей. В данном классе по числу видов выделялся порядок Naviculales представленный 13 видами и внутривидовыми таксонами, относящимися к 4 родам, 4 семействам. Наиболее разнообразно был представлен род Navicula.
Следующим классом, намного уступающим по числу видов был Fragilariophyceae (6 видов и внутривидовых таксонов), составлявший 13,1 % от общего числа видов диатомовых. Был определен порядок Fragilariales, семейство Fragilariaceae, с 3 родами. Рода Fragilaria, Diatoma, Synedra были представлены 2 видами и внутривидовыми таксонами. Класс Coscinodiscophyceae играл незначительную роль в формировании состава водорослей и цианопрокариот в наших исследованиях. Всего было обнаружено 3 вида, относящихся к 2 родам, семейству Stephanodiscaceae, порядку Thalassiophysales (6,5 % от числа видов диатомовых водорослей).
Систематический список Chlorophyta составлял 28,7 % от общего числа видов. Этот список включал 2 класса, 5 порядков, 15 семейств, 23 рода, 31 вид и внутривидовой таксон. Основной вклад в видовое разнообразие зеленых водорослей внесли Chlorophyceae, включающие 30 видов и внутривидовых таксонов. Данный класс составил 96,8 % от общего числа представителей данного отдела. В данный класс вошло 3 порядка: Chlamydomonadales (3 вида и внутривидовых таксона), Tetrasporales (1 вид -Palmellopsis gelatinosd) и Chlorococcales (24 вида и внутривидовых таксонов). Ведущим порядком по видовому разнообразию из зеленых водорослей был Chlorococcales с 10 семействами, 18 родами. Доминирующее семейство в порядке - Scenedesmaceae (6 видов и внутривидовых таксонов, объединенными в 3 рода). В составе порядка Tetrasporales имелся всего 1 вид - Palmellopsis gelatinosa.
Наименьшим видовым разнообразием был представлен класс Zygnematophyceae (Conjugatophyceae,), что составило 3,2 % от общего числа видов зеленых водорослей. Класс включал в себя порядок Desmidiales, семейство Desmidiaceae, вид - Staurastrum polymorphum.
В составе альгофлоры у Л. И. Леновой и В. В. Ступиной отдел Chlorophyta был представлен 37 видами и внутривидовыми таксонами, что составило 29,1 % от общего числа обнаруженных водорослей и цианопрокариот. Отдел состоял из 2 классов, 4 порядков, 9 семейств, 11 родов. Основной вклад в видовое разнообразие Chlorophyta внес класс Chlorophyceae (86,5 % от общего числа зеленых водорослей), представленный порядками Chlamydomonadales, Chlorococcales, Ulotrichales. Лидирующим порядком по числу видов и внутривидовых таксонов был порядок Chlorococcales, включающий 4 семейства, 5 родов, 25 видов и внутривидовых таксонов. В данном порядке наиболее разнообразно были представлены роды Scenedesmus (15 видов и внутривидовых таксонов), Ankistrodesmus (5 видов и внутривидовых таксонов) и Pediastriim (3 вида и внутривидовых таксона). Порядок Chlamydomonadales состоял из родов Chlamydomonas (3 вида и внутривидовых таксона) и Chlorogonhim (2 вида и внутривидовых таксона). Незначительный вклад в состав класса внес порядок Ulotrichales, включающий в себя 2 вида и внутривидовых таксона.
Класс Zygnematophyceae (Conjugatophyceae) характеризовался более низкими показателями видового разнообразия - 5 видов и внутривидовых таксонов, что составило 13,5 % от общего количества зеленых водорослей. Класс содержал порядок Desmidiales с семействами Closteriaceae и Desmidiaceae, родами Closterium и Cosmarium. В роде Closterium было выделено 4 вида и внутривидовых таксона.
Систематический список цианопрокариот составил 19,4 % от общего числа обнаруженных видов и внутривидовых таксонов. Cyanoprokaryota были представлены 1 классом Cyanophyceae, 3 порядками, 5 семействами, 15 родами, 21 видом и внутривидовым таксоном. Наибольшее видовое богатство наблюдалось в порядке Chroococcales и составляло 52,4 % от общего числа цианопрокариот. В данном порядке ведущее семейство Microcystaceae включало 8 родов, 10 видов и внутривидовых таксонов. Наиболее разнообразно были представлены рода Microcystis и Coelosphaerium (по 2 вида и внутривидовых таксона). В семействе Хепососсасеае выявлен род Chroococcopsis с видом - С. gigantea.
