Влияние загрязнения углеводородами на водоросли

Загрязнение почвы приводит к гибели многих видов водорослей, к упрощению альгоценозов или к полному их разрушению. Видовое разнообразие водорослей снижается в два раза. При этом сильное снижение числа видов отмечено для желтозеленых и диатомовых. Систематический состав водорослей сохраняет черты фонового состава только на уровне таксонов высокого ранга: семейств и порядков. Действие нефти проявляется в изменении положения отдельных семейств, богатых толерантными видами: семейства Chlorococcaceae и Nostocaceae выходя на первые позиции, а Naviculaceae - на одно из последних мест. На низших уровнях (род, вид) доля толерантных представителей резко сокращается, и положение таксонов этих уровней в ранжированном ряду отличаются от контроля.

Токсичность нефти при попадании в почву зависит от типа почвы, от растительного покрова. Вследствие большой буферности черноземов под травяной растительностью сохраняется больше видов, чем в серых лесных почвах. Наибольшая токсичность нефти проявляется на свежих разливах (площадки самоочищения), при этом сохранившиеся виды, перемещаясь в глубь почвы, формируют специфические, глубинные группировки водорослей. В более старых разливах происходит деградация нефти и снижение токсичности почвы для водорослей. Видовое разнообразие увеличивается в основном за счет синезеленых и хлорококковых. В процессе восстановительной сукцессии в альгоценозы внедряются представители альгоценозов естественных экосистем. Состав и структура сериальных альгоценозов в загрязненных почвах определяются главным образом толерантными к нефти видами и видами, стимулируемыми остаточными компонентами нефти. Через 8-11 лет увеличивается видовое разнообразие, формируются боле сложные сообщества водорослей, доминантные комплексы альгоценозов загрязненных участков приближаются по составу к контролю. При этом наблюдалось угнетение большей части желтозеленых и диатомовых водорослей.

На формирование альгоценозов на загрязненных почвах оказывает влияние внесение удобрений, особенно перегноя и его смеси с минеральными удобрениями. Чувствительные к низким дозам загрязнения виды на фоне удобрений развивались при более высоких дозах нефти, к ним относится ряд видов диатомей. На удобренных участках ускоряются сукцессионные процессы. При таких условиях формируются альгоценозы с комплексами доминантов, близких к контрольным вариантам.

Устойчивость к нефти синезеленых и хлорококковых водорослей доказана в лабораторных исследованиях чистых культур некоторых представителей. Выращивание зеленых водорослей (хлореллы, хлорококка и хлорхормидиума) в загрязненной нефтью почве показало, что они выдерживают дозы нефти в 10% от веса почвы. При этом снижается их численность, изменяется морфологическая структура клеток. Более устойчивыми оказались хлорелла и хлорококк, а также синезеленые из родов Nostoc и Аnаbаепа. Последние способны расти и давать дополнительную продукцию при 50%-ном уровне загрязнения. Они, как азотофиксирующие организмы, играют важную роль в восстановлении азотного баланса нефтезагрязненных земель.

При нефтяном загрязнении почвы на длительное время отключаются экосистемы от естественных процессов круговорота веществ, энергетических процессов, что отражается в балансе биосферы в целом. В биосферный круговорот включаются новые, чуждые для природных систем вещества, в т. ч. канцерогенные. Последние по системе почва-растение-животное-человек мигрируют в организм человека и представляют чрезвычайную опасность для здоровья.

Актуальное значение имеет разработка принципов и методов мониторинга нефтяного загрязнения. Для целей мониторинга, наряду с использованием физико-химических показателей изменения среды, широкие возможности имеют биологические критерии, в т. ч. альгологические. Альгологический мониторинг сводится к постоянной регистрации показателей, характеризующих разные уровни биологических систем: экосистемный, популяционный, организменный, клеточный и т.д. Критериями нефтезагрязнений могут служить состав, структурно-функциональные характеристики альгоценозов, популяции отдельных видов. Для оперативного мониторинга возможно использование в качестве тест-объекта определенных штаммов водорослей.

Таким образом, загрязнение почвы углеводородами приводит к существенному изменению биологической и биохимической активности почвы, численности и соотношения групп микроорганизмов. При анализе состояния и функционирования почвенных микробных сообществ, а также их способности к биодеградации углеводородов, целесообразно использовать комплекс показателей, в результате чего можно выявить адекватную картину изменений микробиоценоза и на основании ее предложить рациональный подход к восстановлению загрязненной почвы.