Введение к работе
Актуальность работы. С познанием механизмов естественных процессов самоочищения водоемов тесно связано изучение внешнего метаболизма биогидроценоза. Значительную роль в образовании и накоплении органических и неорганических веществ, участвующих в межорганизмєнном круговороте, играют экзометоболиты гидрофитоценоза. Разнообразные по качественному и количественному составу прижизненные выделения макрофитов не могут не оказатьчвлияния на жизнедеятельность других представителей гидробиоценоза, в том числе микрофлоры, играющей решающую роль в детоксикации загрязнений. Показано (Морозе?, 1979), что в присутствии водных растений значительно ускоряется бактериальное окисление нефти. Но механизмы симбиотической связи макрофитов и сопутствующей углеводородокис-ляющей микрофлоры до настоящего времени окончательно не раскрыты; не выявлены вещества, метаболизируемые водными растениями во внешнюю среду, ответственные за ускорение процесса биодеградации загрязнений.
Эти вопросы требуют детального исследования.
Цель и задачи исследований. Цель исследований — изучение механизмов санирующей роли высшей водной растительности в искусственных и естественных условиях и использование выявленных закономерностей для интенсификации процессов трансформации загрязнений, подбора представителей водного биоценоза с наиболее выраженными санирующими свойствами для систем биоочистки. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- определить качественный и количественный составы экзометаболи-
тов пяти видов высших водных растений в онтогенезе;
- исследовать воздействие азотного и фосфорного питания макро-
фитов на их экскреторную функцию; .' изучить влияние индивидуальных экзометаболитов, или всей ' ссЬокупности, отдельных фракций аминокислот, углеводов, органических кислот, продуцируемых разными видами макрофйтоз
на рост, дыхательную, окислительную активность смеси нефтеокисляющих культур и монокультуры Pseudomonas melochlora в статике и в условиях хемостата; - дать количественную оценку роли макрофитов в процессах самоочищения воды в естественных условиях (на примере мелководий Куйбышевского водохранилища) в онтогенезе.
Научная новизна работы
1. Получена новая информация о качественном и количествен
ном составе экзогенных аминокислот, углеводов, органических кислот,
продуцируемых разными видами макрофитов во внешнюю среду в
онтогенезе.
2. Показана возможность варьирования состава прижизненных
выделений высшей водной растительности за счет азотного или
фосфорного питания, сроков его внесения.
3. Установлено, что в основе симбиотической связи водной
растительности с сопутствующей углеводородокисляющей микрофло
рой лежит избирательное поглощение экзометаболитов фитогидроце-
ноза бактериями! В свою очередь, избирательность'основана на
существовании различий между индивидуальными экзометабалитами,
их совокупностями, или отдельными фракциями в физиологической
активности по отношению к микрофлоре.
4. Из числа экзометаболитов выделены индивидуальные соедине
ния и их сочетания, значительно ускоряющие процессы окисления нефти
культурой Ps. melochlora, или смесью девяти нефтеокисляющих культур
в статике и в условиях хемостата.
5. Изучена роль высшей водной растительности в процессах
формирования качества воды мелководий Куйбышевского водохрани
лища, в период активной вегетации и отмирания.
6. Установлено количественное соотношение между величинами
самоочищения воды и геоботаническими характеристиками фитогидро-
ценоза в онтогенезе.
Практическая ценность работы
-
Результаты исследований внесли определенный вкладе познание механизмов санирующей роли высшей водной растительности в водоемах в онтогенезе.
-
На основании закономерностей, выявленных при изучении механизмов естественного процесса самоочищения с участием фитогидроценоза и микрофлоры, в лабораторных условиях отработан способ биоокисления нефти в проточном режиме с применением смеси экзометаболитов макро-фитов (остаточная концентрация нефти 0,3мг/л).
-
Количественная зависимость между величинами самоочищения воды от химического и бактериального загрязнений и геоботаническими характеристиками мокрофитов в онтогенезе может быть использована при проектировании систем биологической очистки с применением фитогидроценоза; при прогнозировании содержания органических, минеральных веществ, биогенных элементов в проектируемых и существующих водоемах средней полосы России с учетом роли водных растений.
Материалы работы включеі <ы в «.Пособие по комплексной оценке влияния водохранилищ на водно-земельные ресурсы, переформирование и зарастание берегов и да» П991 г., Киев).
Апробация роботы. Материалы диссертации докладывались на:
VII съезде Всесоюзного микробиологического общества (Алма-Ата, 1986 год];
XXIX Всесоюзном гидрохимическом совещании «Состояние и перспективы развития методологических основ химического и биологического мониторинга поверхностных вод суши» (Ростов-на-Дону, 1987 год);
Всесоюзном совещании «Совершенствбванив системы управления и контроля -использованием и охраной щ в СССР на базе объединённых региональных BXG> (Свердловск, 1987 год);
Региональной конференции «Экологические проблемы Волги» (Саратов, 1989 год);
'' ? '''.
3 ,
Конференции «Рациональное использование и охрана водных ресурсов ТАССР» (Казань, 1989 год);
Конференции «Зкосистемный подход к управлению качеством поверхностных и подземных вод мероприятиями на водосборах» (Свердловск, 1991 год).
В завершенном виде диссертационная работа апробирована на заседании кафедры гидробиологии Биологического факультета МГУ. '
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения,. 4 глав, выводов, приложения; изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 24 таблицы. В списке литературы 137 источников, в том числе 39 — иностранных авторов.
