Изучение влияния нефтезагрязнения на раковинных амеб в промышленных условиях

Изучение влияния нефтезагрязнения на раковинных амеб в промышленных условиях.

Введение

Россия — одна из ведущих стран по добыче нефти. Россия является одним из крупнейших производителей нефти в мире, следовательно, нефтедобыча является важной и неотъемлемой частью экономики страны. [5] Но если для экономики нефть приносит пользу, то для окружающей среды это далеко не так. При добыче и транспортировке нефти  случаются разливы, которые ведут к неблагоприятным последствиям для живых организмов.

Нефтезагрязнение в той или иной степени   оказывает негативное влияние на все живые  организмы, что может  привести к их миграции и даже гибели, а также к снижению видового разнообразия.   В результате разливов нефти оказывается негативное влияние на все компоненты биосферы, в частности на верхние слои почвы,  а соответственно и на организмы, которые их населяют.  [1]

Одними из наиболее массово  распространенных обитателей почвы  являются раковинные амебы.  Это беспозвоночные микроорганизмы, характеристики, поведение и динамика численности которых хорошо изучены. Они  обладают раковиной размером 50 -150 мкм, которая сохраняет информацию об организме, даже после его отмирания. По этому, их очень удобно использовать  в качестве биоиндикаторов. [3]

 

Актуальность

Увеличение объемов добычи нефти на территории Западной Сибири приводит к усилению техногенной нагрузки на все компоненты экосистемы.  Неизбежны разливы как при непосредственной добычи, так и при транспортировке. Это оказывает негативное  влияние на верхние слои почвы и  организмы, которые этот слой населяют. Соответственно нарушаются различные процессы в почве, ухудшается ее устойчивость. По этому необходима регулярная оценка качества почвы. [2]

 

Научная новизна

Впервые изучается влияние нефтезагрязнения на раковинных амеб на территории Парабельского района Томской области.

 

 

 

 

Практическая  значимость

Возможность использовать раковинных амеб в качестве индикатора загрязнения  почвы. Разработка региональных  нормативов для Томской области.

 

Целью данной работы является изучение влияния нефтезагрязнения на раковинных амеб в промышленных условиях.

 

Задачи:

1. Анализ литературы о влиянии нефтезагрязнения на раковинных амеб.

2. Изучение видового разнообразия раковинных амеб в Парабельском районе. 

3. Изучения адаптивных особенностей раковинных амеб при загрязнении нефтью разной концентрации и продолжительностью.

 

 

 

 

 

Глава 2 Объекты и методы исследования

 

2.1 Объекты исследования

Раковинные  амебы -  отряд простейших класса саркодовых. Имеют раковину размером 50 -150 мкм,  в полости которой помещается большая часть тела, в том числе и ядро. Форма их разная - грушевидная,  округлая и др. Разный и материал, из которого изготовлены раковинки. Это либо псевдохитин, либо  песчинки или другие твердые частички, предварительно проглоченные амебой, а потом выложенные на  эктоплазме в виде раковинки. У раковинки есть отверстие - устье. Через него амеба выпускает наружу  псевдоподии. Размножаются раковинные амебы простым делением. Деление амеба начинает с построения новой  (второй) раковинки. Примерно половина ее протоплазмы как бы вываливается из устья и строит на своей  поверхности вторую раковинку. Одновременно делится ядро и мигрирует в протоплазму этой раковинки.

Какое-то время  получившиеся из одной две амебы  еще связаны между собой прослойкой протоплазмы, причем  раковинки лежат устьями друг к другу. Затем эта прослойка исчезает, и амебы расходятся. [3]

Обитают раковинные амёбы в больших количествах: в прудах, моховых болотах и  других пресных водоёмах.    Раковинные амебы являются непременными компонентами почвенных биоценозов. [3]

Они могут использоваться как индикаторы физических и химических свойств почв: отмечается тесная связь  структуры населения и динамики популяций со значениями рН и другими  показателями. [4]

 

2.2 Методы исследования

 

1) Для определения  численности раковинных амеб  в исследуемом образце используется  микроскопический метод.

2) При исследовании  фауны используются индексы видового  разнообразия.

3) Для определения  концентрация нефти в образце  почвы используется концентратомер.

4) Для обработки статистических данных используются таблицы Exel и программа Statistic 6.1.

 

 

Глава 1. Анализ литературных данных.

1.1 Анализ литературы о влиянии нефтезагрязнения на раковинных амеб.

Изучению беспозвоночных микроорганизмов уделено много внимание, так как они являются неотъемлемым компонентом любых биогеоценозов и являются хорошими биоиндикаторами.

Карташев А.Г пишет  об исследовании устойчивости сообществ Раковинных амёб в зависимости от концентрации нефти. Для изучения деградации нефти в почве было отобрано 75 проб почвы для определения содержания остаточной концентрации нефти на экспериментальных участках и 12 проб – в полевых условиях. В лабораторные кюветы помещалась смешанная проба гумусового слоя (А1, 0–20 см) серых лесных почв зернисто-комковатой структуры влажностью 30% по три килограмма почвы в каждой кювете. В каждом опыте использовалось по 5 кювет. Опыты проводились при комнатной температуре. Эксперимент состоял из пяти опытов с дозами внесения нефти 10, 20, 30 50, 100 г/кг почвы при параллельном контроле. Эксперименты проводились в течение 30 сут с каждой концентрацией.

Пробы почв для анализа брали в поверхностном горизонте на глубине 0–10 см. В лабораторных и полевых исследованиях использовалась товарная нефть Лугинецкого месторождения.

При нефтезагрязнениях почвы нефтью с концентрацией 10 г/кг происходит постепенное снижение Численности раковинных амеб до 1,5 тыс. экз./г на 30-е сут, что значительно меньше по сравнению с незагрязненной почвой - 14,8 тыс. экз./г. При загрязнении 20 и 30 г/кг наблюдается снижение численности на 4-е сут на 10–12 тыс. экз/г и 1,6–1,8 тыс. экз./г на 30-есут. Наблюдаемое  снижение численности обусловлено негативным влиянием нефти на сообщества раковинных амеб.

Внесение различных концентраций нефти также характеризуется общими изменениями в морфологической структуре раковинных амеб в виде почернения раковинки, изменения ее формы.

В зависимости от длительности действия нефти Карташев А.Г рассматривает четыре основные стадии развития адаптаций сообществ тестаций:

1. Стадия резистентности в первые шесть суток, в течение которых сохраняется исходный уровень численности амёб.

2. Стадия снижения численности и видового разнообразия сообществ, которая наблюдается в течение последующих восьми суток и осуществляется в колебательном режиме.

3. Депрессивная стадия цистирования и вымирания, при которой происходит подавление развития, размножения, значительное снижение численности и видового разнообразия простейших.

4 Восстановительная стадия характеризуется повышением численности и видового разнообразия тестаци пропорционально деградации нефтезагрязнений, происходит в колебательном режиме.

Также отмечается, что при нефтезагрязнениях  почв сухого луга устойчивость амеб и их выживаемость существенно зависят от их морфологических особенностей: наличия двойной камеры в строении раковин. Виды двухкамерных амеб характеризуются повышенной относительно однокамерных тестаций выживаемостью и способностью к более быстрому восстановлению первоначальной численности. В условиях влажного луга снижение растворенного кислорода при распространении нефтяной эмульсии рассматривается в качестве доминирующего фактора, приводящего к снижению численности раковинных амеб независимо от их морфологического строения.

Анализ лабораторных данных, полученных в лабораторных исследованиях Смолиной Т.В. с загрязнением почвы нефтью с дозой внесения 10, 20 и 30 г/кг почвы, выявил, что наибольшее изменение численности раковинных амеб наблюдается после внесения нефти. Наибольшая гибель тестацей наблюдается в первые трое суток.  Также были выделены три стадии адаптации сообщества раковинных амеб при разных дозах нефтяного поллютанта:

1. Стадия устойчивой резистентности.

2. Стадия уменьшения численности  и снижения видового разнообразия.

3. Стадия вымирания. 

Аналогичные зоны были выделены Звягинцевым  Д.Г. с соавторами (Звягинцев и  др., 1986) для микробного сообщества при  разных дозах нефтяного поллютанта по типу доза-эффект. 
 Через два месяца после внесения поллютанта численность раковинных амеб увеличивается, что обусловлено снижением концентрации ароматических углеводородов, которые являются наиболее токсичными для биоты. Восстановление численности раковинных амеб идет параллельно снижению остаточной концентрации нефти.

На второй год  после внесения нефти численность  раковинных амеб восстанавливается.

Установлено, что наибольшая гибель тестацей происходит при концентрации нефти 200 г/кг, тогда как низкие концентрации нефти (10, 20 г/кг) не оказывают существенного  влияния на раковинных амеб.

При равных дозах внесения нефти в биотопы с разным уровнем  влажности наиболее интенсивно восстановление численности раковинных амеб происходит на более влажных.

Ю.Г. Гельцер писал, что  углеводороды нефти, загрязняющие почву, изменяют не только численность, но и видовой состав амеб. В ходе исследования были обнаружены представители 8 родов тестацей: Plagiopyxis, Centropyxis (2 вида),  Cyclopyxis,  Corytion,  Euglypha, Trinema, Arcella, Cyphoderia. Изменение видового разнообразия раковинных амеб исследовалось в загрязненной нефтью почве при концентрациях 10, 20, 30 мг/кг и в незагрязненной почве. Происходило снижение общего видового разнообразия.

При загрязнении почвы  нефтью 10 мг/кг на 3-и сутки отмечалось 9 видов, затем наблюдалось значительное снижение видового разнообразия- до 2 видов. При загрязнении почвы нефтью 20 мг/кг с 3-х до 15-х суток произошло постепенное снижение числа видов до 3, на 21-е сутки видовое разнообразие фиксировалось на уровне 3 видов, на 24-е сутки отмечено снижение и стабилизация на уровне 2 видов. При загрязнении почвы нефтью 30 мг/кг с 3-х до 21-х суток произошло значительное снижение видового разнообразия - до 2 видов, на 30-е сутки сохранился 1 вид. Таким образом, в загрязненной (при концентрациях 10, 20, 30 мг/кг) и незагрязненной почве в течение наблюдаемого периода произошло снижение видового разнообразия. Так, в загрязненной почве при концентрации 10 и 20 мг/кг в конце эксперимента преобладали раковинные амебы родов Euglypha и Plagiopyxis, при концентрации 30 мг/кг- Plagiopyxis, в незагрязненной почве -  Plagiopyxis,  Centropyxis (1 вид),  Cyclopyxis, Corytion, Euglypha. Следовательно, можно считать, что раковинные амебы родов Euglypha и Plagiopyxis наиболее устойчивые, а раковинные амебы родов Centropyxis (2 вида), Cyclopyxis, Corytion, Trinema – нет.