Микроорганизмы как индикаторы загрязнения водоемов и водотоков - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Микробные популяции могут рассматриваться как индикаторы физико-химических и биологических процессов, а группы микроорганизмов, откликающиеся на загрязнение изменением своих физиологических свойств и численности, называют индикаторными. Благодаря малым размерам бактерии имеют большую относительную поверхность контакта с водной средой и способны скорее реагировать на ее загрязнение, чем более высокоорганизованные организмы. Высокие скорости роста и размножения бактерий дают возможность в короткий срок проследить за действием любого экологического фактора на протяжении десятков и даже сотен поколений. В отличие от водных растений и животных микроорганизмы используют в качестве индикаторов не так давно.
В разложении (деструкции) того или иного субстрата принимают участие разные виды микроорганизмов, входящих в состав сообщества, объединенных только этой функцией и составляющих понятие эколого-трофической индикаторной группы. Биологическая целесообразность появления индикаторных видов определяется их особым назначением: они заполняют "бреши" в биоценозах, образовавшиеся в результате негативного антропогенного воздействия и помогают их восстановлению, участвуя, таким образом, в сохранении устойчивости водных экосистем. Исключительно важную роль в этом играют водные автохтонные микроорганизмы.
Микроорганизмы, благодаря физиологическим и генетическим особенностям, быстро реагируют на изменение качества среды и действие стрессовых факторов [2]. На уровне организмов адаптация реализуется за счет включения одного или нескольких механизмов индивидуальной резистентности. Микроорганизмы - наиболее пластичный и реактивный компонент биоценозов. Они способны утилизировать все имеющиеся в природе органические вещества. Причем необходимые для этого ферменты являются индуцибельными, т. е. синтезируются в их клетках по мере необходимости (присутствие соответствующего субстрата в среде). Благодаря этому микроорганизмы быстро реагируют на появление в среде новых химических соединений природного либо антропогенного происхождения. В зависимости от загрязнения водной среды выделяют бактерии - индикаторы биологического, фекального и техногенного загрязнения (рисунок 1).
Рисунок 1. Схема микробиологического исследования воды из природных источников
Численность бактерий может служить надежным индикатором органического загрязнения водных экосистем, а методы микробной индикации являются удобным инструментом для мониторинговых работ и позволяют оперативно охарактеризовать экологическую ситуацию в прибрежных водах. Микробиологические показатели позволяют охарактеризовать качество природных вод: уровень их трофности, состояние загрязнения и биодеграционный потенциал воды в отношении органических загрязняющих веществ.
Конкурентная активация сапрофитной микрофлоры приводит к быстрому разложению органических веществ, уменьшению численности бактерий различных видов, особенно фекального происхождения. Способность к самоочищению обусловлена присутствием в воде постоянных видов микроорганизмов, входящих в конкретный биоценоз. Однако количественные и качественные соотношения в биоценозах нестойки и изменяются под действием различных факторов, т. е. меняются по сапробности. Термин "сапробность" (греч. sapros -- гнилой) обозначает комплекс особенностей водоема, в том числе состав и количество микроорганизмов в воде, содержащей органические и неорганические вещества в определенных концентрациях. Процессы самоочищения воды в водоемах происходят последовательно и непрерывно, с постепенной сменой биоценозов. Различают полисапробные, мезосапробные и олигосапробные зоны.
Полисапробные зоны (зоны сильного загрязнения). Содержат большое количество легко разлагающихся органических веществ и почти полностью лишены кислорода. Микробный биоценоз подобных зон особенно обилен, но видовой состав ограничен анаэробными бактериями, грибами, актиномицетами. Количество бактерий (ОМЧ) в 1 мл воды в полисапробной зоне достигает миллиона и более.
Мезосапробные зоны (зоны умеренного загрязнения). Характеризуются доминированием окислительных и нитрификационных процессов. Качественный состав разнообразен. В основном это нитрифицирующие, облигатно аэробные бактерии, также виды Clostridium, Pseudomonas, Mycobacterium, Flavobacterium, Streptomyces, Candida и др. Общее количество микроорганизмов сотни тысяч в 1 мл.
Олигосапробные зоны (зоны чистой воды). Характеризуются окончившимся процессом самоочищения, небольшим содержанием органических соединений и окончанием процесса минерализации. Вода отличается высокой степенью чистоты. Количество бактерий от 10 до 1000 в 1 мл воды.
Патогенные микроорганизмы, попадающие в водоемы, достаточно обильны в полисапробных зонах, постепенно отмирают в мезосапробных и практически не обнаруживаются в олигосапробных зонах.
Характер микрофлоры водоемов определяет особенности конкретной водной среды. Микрофлору водоемов образуют 2 группы: автохтонные (или водные) и аллохтонные (попадающую извне при загрязнении различных источников) микроорганизмы.
Автохтонная микрофлора - совокупность микроорганизмов, постоянно живущих и размножающихся в воде. Как правило, микробный состав воды напоминает микрофлору почвы, с которой та соприкасается. То есть большинство водных микроорганизмов также является распространенными обитателями почв.
В состав специфической водной микрофлоры входят Micrococcuscandican, M. roseus, Sarcinalutea, Bacteriumaquatiliscommunis, Pseudomonasfluorescens, различные виды Proteus и Leptospira. Среди анаэробов в незагрязненных водоемах более или менее часто выделяют Bacilluscereus, B. mycoides, Chromobacteriumviolaceum, виды Clostridium.
Количественные соотношения микроорганизмов в открытых водоемах варьируют в широких пределах, что зависит от вида водоема, степени его загрязнения, смены метеорологических условий, сезона.
Микроорганизмы воды играют значительную роль в круговороте веществ, расщепляя органические отходы, клетчатку и обеспечивая питательными веществами другие организмы, живущие в воде.
Воды поверхностных водоемов открыты для всех видов контаминации. Со сточными, ливневыми, талыми водами в водоемы попадают многие виды микроорганизмов, резко изменяющих микробный биоценоз и санитарный режим. Основной путь микробного загрязнения - попадание неочищенных городских отходов и сточных вод.
Похожие статьи
-
Микробиологическое исследование почвы - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Почва представляет собой наиболее насыщенный микроорганизмами биотоп, отличающийся стабильностью состава микрофлоры. На формирование микробных почвенных...
-
Коммунально-бытовое загрязнение - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Санитарно-показательные микроорганизмы (СПМ) - такие микроорганизмы, которые постоянно обитают в организме человека (животных) и постоянно выделяются во...
-
Техногенное загрязнение - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Нефтеокисляющие микроорганизмы. Частично появление нефтеуглеводородов (НУ) связано с природными процессами, но их концентрация увеличивается во многих...
-
Осуществление санитарного надзора за состоянием почвы населенных мест имеет важное значение в профилактике кишечных инфекций и других заболеваний....
-
Заключение, Список литературы - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Микроорганизмы, благодаря физиологическим и генетическим особенностям, быстро реагируют на изменение качества среды и действие стрессовых факторов. В...
-
Цели микробиологического исследования почвы следующие. 1. Санитарная оценка почвы населенных пунктов и новых участков дли заселения, размещения...
-
АТМОСФЕРА - ВНЕШНЯЯ ОБОЛОЧКА БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ. - Состояние окружающей среды
Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг...
-
Металлоустойчивые микроорганизмы - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Извлечение металлов из окружающей среды осуществляется бактериями, плесенью, микроскопическими водорослями, обитающие в почве, пресноводных водоемах и...
-
Метаболизм, Дыхание - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Отчасти в силу мелких размеров бактерий интенсивность их метаболизма гораздо выше, чем у эукариот. При самых благоприятных условиях некоторые бактерии...
-
Органическое загрязнение. - Загрязнение окружающей среды и здоровье населения
Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и...
-
Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода - основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода. в...
-
Почвенные микроорганизмы оказывают непосредственное влияние на собственно образование и формирование почвы, на минерализацию (разложение) органических...
-
Загрязнение почв тяжелыми металлами - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Тяжелые металлы могут сильно понижать биологическую активность почв. Прежде всего, они понижают ферментативную активность почв, снижают уровень...
-
Пестициды - химические препараты, используемые для борьбы с вредителями и возбудителями болезней растений, сорняками, вредителями древесины и другого...
-
Размножение и генетика - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Бактерии размножаются бесполым путем: ДНК в их клетке реплицируется (удваивается), клетка делится надвое, и каждая дочерняя клетка получает по одной...
-
Строение и жизнедеятельность бактерий - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Бактерии, обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический...
-
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного...
-
Ущерб, наносимый гидросфере от антропогенного воздействия. Химическое загрязнение вод Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней...
-
ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД - Загрязнение окружающей среды
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного...
-
Из специальной литературы, интернет-источников мы узнали, что существует несколько методик оценки экологического состояния территории. биоиндикация...
-
Загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных...
-
В природопользовании под ущербом понимают фактические или возможные экономические и социальные потери в результате изменения природной среды под...
-
Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни -...
-
Химические загрязнения среды и здоровье человека - Окружающая среда и здоровье человека
В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения биосферы. В природную среду во все больших...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Свинцовое загрязнение окружающей среды
Поставленные в начале работы задачи в ходе выполнения ее были полностью выполнены. Так, в результате проделанной работы, нам удалось: - систематизировать...
-
Основные источники загрязнения окружающей среды - Жизнедеятельность человека и окружающая среда
В условиях научно-технического прогресса значительно осложнилось взаимодействие общества с природой. Человек получил возможность влиять на ход...
-
Влияние химических веществ на организм человека - Загрязнения окружающей среды
В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения биосферы. В природную среду во все больших...
-
О "Химпром" является крупнейшим предприятием нашего города и одним из основных источников загрязнения, как атмосферного воздуха, водного пространства так...
-
В российском законодательстве имеются документы, определяющие обязанности и ответственность организаций по сохранности, защите окружающей среды. Такие...
-
Сбросы в открытую гидрографическую сеть Водоотведение за 2013 год Контроль поступления вредных химических веществ (ВХВ) в окружающую среду проводился в...
-
Нефть и нефтепродукты. Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуоресценцией. Нефть и...
-
ПОЧВА - ВАЖНАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ БИОСФЕРЫ. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ. - Состояние окружающей среды
Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он...
-
Основные виды загрязнения гидросферы - Загрязнение водоемов
Загрязнение водоем гидросфера сточный Под загрязнением водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических свойств воды в...
-
Химическое загрязнение атмосферы В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт....
-
Биологические загрязнения и болезни человека. - Загрязнение окружающей среды и здоровье населения
Кроме химических загрязнителей, в природной среде встречаются и биологические, вызывающие у человека различные заболевания. Это болезнетворные...
-
Ядерная энергетика - Пути загрязнения окружающей среды радиоактивными элементами
По состоянию на 2009 год в мире действовало 437 энергетических ядерных реактора, генерирующих почти 16 процентов мировой электроэнергии. Для обеспечения...
-
Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических...
-
Производственный экологический контроль (ПЭК) в соответствии с требованиями ст.67 Федерального закона РФ от 10.01.2012 №7- ФЗ "Об охране окружающей...
-
Влияние загрязнения окружающей среды на человека - Влияние загрязнения окружающей среды на человека
Загрязнение окружающей природной среды есть внесение в ту или иную экологическую систему не свойственных ей живых или неживых компонентов или структурных...
-
1) Перевод транспортных средств на менее токсичные виды топлива и выполнение комплекса мероприятий по снижению выбросов, обезвреживанию вредных веществ и...
Микроорганизмы как индикаторы загрязнения водоемов и водотоков - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды