Доклады Московского общества испытателей природы - Том 58, страница 26

человек страдали от недостатка воды регулярно. Предполагается,что уже к середине ХXI века численность людей, живущих припостоянной нехватке воды, превысит 4 млрд. человек.Резервы пресной воды на нашей планете распространены оченьнеравномерно.

К счастью для жителей России, на ее территории находится22% мировых запасов воды. В одном только озере Байкал находится около20 % мировых запасов озёрной пресной воды и более 80% запасов озернойводы всей России. Это означает, что в недалеком будущем вода можетстать для нашей страны основным сырьевым экспортным ресурсом, позначению не уступающим нынешним нефти и газу. Однако все этовозможно только при одном условии - если качество пресной воды будетнаходиться на приемлемом для питьевых потребностей уровне.В настоящее время все водоемы питьевого значения в той или инойстепени уже подвергаются антропогенному загрязнению, различаетсялишь его степень. Каким же образом вода в них все еще остаетсяприемлемой для использования в питьевых целях? Это происходитблагодаря процессам естественного очищения (самоочищения) которыенепрерывно происходят в любом природном водоеме или водотоке (реке).В них в разной степени участвует практически все население водоема,однако ведущая роль принадлежит самым мелким и невидимымневооруженнымвзглядомформамжизнигетеротрофныммикроорганизмам.

Именно они способны разлагать широкий спектрорганических и минеральных соединений, в том числе и тех, которыесинтезированы человеком и не встречались ранее в природных водоемах(ксенобиотиков). Последние разрушаются значительно медленнее,107поскольку микроорганизмы не были адаптированы к ним в ходеэволюционного процесса.Поступающие в водоем загрязняющие вещества микроорганизмыиспользуют в качестве источников углерода и (или) энергии. Такойспособностью обладают только гетеротрофные микроорганизмы. К нимотносится большинство известных к настоящему времени бактерий. Срединих существует определенная специализация по источникам углерода :выделяютфизиологическиегруппыфенолокисляющих,углеводородокисляющих и других бактерий.

Эта способность не являетсявидоспецифичной и присуща самым разнообразным по таксономическомуположению бактериям. Кроме того, наряду с загрязняющими веществамиэти микроорганизмы способны потреблять и обычные для водной средысоединения - жиры, белки, сахара и многие другие.Для активного участия микроорганизмов в процессах самоочищениянеобходимо наличие в среде их обитания определенных условий.Наиболее быстро процессы микробного разрушения органических веществпроисходят при наличии в водной среде достаточного количествакислорода, то есть в аэробных условиях.

Без доступа воздуха скоростьпроцессов естественного очищения резко снижается. Кроме того,микроорганизмам-деструкторам для обеспечения своей жизнедеятельноститакже необходимы источники минерального питания - это минеральныесоединения азота и фосфора. Среди них в водоемах наиболеераспространены нитраты и фосфаты. Большое влияние на скоростьмикробного разрушения загрязняющих веществ оказывает такжетемпература - в зимний период эти процессы протекают значительномедленнее, чем в летний. Так, нами было показано, что в Можайскомводохранилище в зимний период скорость микробного разрушенияуглеводородов (н-алканов) снижается примерно в 6 раз по сравнению слетним периодом (Ильинский, 2003).Бактерии-деструкторы участвуют в процессах самоочищения нетолько в водной толще, но и в донных отложениях.

В этом плане намибыли исследованы донные отложения реки Москвы, взятые на входе рекив г. Москву, в центральной части Москвы (набережная в районе Ленинскихгор) и на выходе реки из города (Комарова, Ильинский, 2005). В грунтахчасто большую роль играют анаэробные бактерии, поскольку доступкислорода в подповерхностные слои грунта ограничен, особенно если мыимеем дело с мелкодисперсными донными отложениями, такими как илыили глины.Еще один вид микроскопических организмов, участвующих впроцессах самоочищения водоемов - это низшие грибы-миксомицеты. Ихроль наиболее велика в донных отложениях.

Здесь они способны кразрушению многих загрязняющих веществ, в том числе и такихтруднодоступных для бактерий, как осевшие на дно тяжелые компонентынефти - битумы, смолы и асфальтены.108Кроме гетеротрофных бактерий, во всех водоемах, как в морских таки пресных, в больших количествах встречаются вирусы - их численностьпримерно на порядок превосходит численность бактерий. Важная рольвирусов в водоеме состоит в регуляции обилия бактерий и другихгидробионтов.

Непосредственного участия в процессах естественногоочищения вирусы не принимают. Среди них могут встречаться ипатогенные формы, опасные для человека и животных. При обнаружениитаких вирусов в значительных количествах вода становится непригоднойне только для питья, но и для купания.Еще один невидимый обитатель водоемов, принадлежащий кфотосинтезирующим организмам - это цианобактерии. Многие до сих порнеправильно называют их старым именем - сине-зеленые водоросли.

Этиорганизмы в процессе фотосинтеза образуют кислород, необходимый дляжизнедеятельности аэробных бактерий-деструкторов. Цианобактерииспособны также аккумулировать из воды такие загрязняющие вещества,как тяжелые металлы. При поступлении в водоемы большого количестванитратов и фосфатов с окружающих территорий, численностьцианобактерий в воде быстро нарастает, что приводит к цветениюводоемов. Основную роль в этом процессе играют колониальные формыцианобактерий, способные к образованию крупных скоплений. Купание втаких водоемах может быть опасно, поскольку многие видыцианобактерий в процессе жизнедеятельности выделяют ядовитыевещества.

Регулировать численность колониальных цианобактерий вцветущем водоеме способны вирусы-цианофаги, однако пока этот процессносит спонтанный характер, и управлять им специалисты еще ненаучились.Более крупные, по сравнению с вирусами и бактериями, обитателиводоемов относятся к простейшим. Это тоже микроскопические организмы- инфузории, коловратки и прочие, они играют менее значимую роль впроцессах естественного очищения воды по сравнению с бактериями.Последние для них служат источником пищи.Все эти организмы принимают участие в процессах самоочищенияне только пресных, но и морских вод. При сильном загрязнении морскаявода, также как и пресная, становится непригодной для купания.

В такойводе нарушаются пищевые и прочие связи между гидробионтами ,входящими в состав водных экосистем. Это часто ведет к гибели рыб идругих более высокоорганизованных обитателей водоемов. Такиеситуации иногда возникают в прибрежных районах моря вблизи крупныхгородов и в морских заливах с ограниченным водообменом.Для контроля за состоянием водоемов необходимо регулярноепроведение их химического и биологического мониторинга.

Стандартныймикробиологический мониторинг включает определение в воде такихмикробиологических показателей, как общая численность бактерий,численность жизнеспособных форм бактерий, способных к росту на109питательных средах, активность и численность бактерий определенныхфизиологических групп, принимающих участие в деструкции техзагрязняющих веществ, присутствие или попадание которых возможно вданной акватории.Подобные мониторинговые микробиологические исследования ужеболее 10 лет успешно проводятся сотрудниками микробиологическойгруппы кафедры гидробиологии Биологического факультета МГУ вразличных пресноводных экосистемах - родниках, реках, озерах иводохранилищах (Ильинский, Дронова, 1996; Ильинский, Поршнева и др.,1998; Ильинский, Семененко, 2001; Ильинский, Комарова и др., 2004;Ильинский, Заузолкова, 2005; Комарова, Ильинский, 2005; Ильинский,Мошарова и др., 2009; Ильинский, Шадрина, Комарова, 2010).

Все этиработы проводились и проводятся в соответствии с разработанной намисхемой микробиологических мониторинговых наблюдений (Ильинский,2000, 2003).В настоящее время основным объектом исследований нашеймикробиологической группы стали озера, входящие в состав КосинскогоТрехозерья. Это три озера - Святое, Белое и Черное, расположенные врайоне Косино-Ухтомское г. Москвы. Косинские озёра представляютбольшой интерес для гидробиологических и микробиологическихисследований, поскольку на небольшом расстоянии друг от друганаходятся три озера ледникового происхождения, имеющие разнуютрофность, гидрохимический режим и историю развития. Этоединственные озера ледникового происхождения, сохранившиеся натерритории г.

Москвы.В 1908 г на озере Белом профессором Московского университетаГ.А. Кожевниковым была создана одна из первых в России биологическихстанций. За время ее существования на ней работали такие известныеспециалисты, как Л.Л. Россолимо – основатель советской научнойлимнологической школы, С.И. Кузнецов, один из создателей школыпресноводной микробиологии и многие другие. Сотрудники Косинскойстанции выпускали научный журнал на русском и немецком языках,благодаря чему работы отечественных гидробиологов стали известныдалеко за пределами России. В 1941 г., несмотря на протесты научнойобщественности, Косинская биостанция была ликвидирована.

Начиная сэтого времени регулярных гидробиологических и, в частности,микробиологических исследований на этих озёрах не проводилось.В связи с расширением границ г. Москвы, Косинские озера оказалисьв условиях быстро нарастающего антропогенного воздействия, поэтомуизучение их современного состояния стало весьма актуальным. В связи сэтим,микробиологическойгруппойкафедрыгидробиологиибиологического факультета МГУ в 2009 г. были начаты регулярныекруглогодичные исследования бактериопланктона Косинских озер и егороли в процессах естественного очищения этих водоемов. Работы110проводятся с использованием современных методов микробиологическихисследований.

Полученные результаты позволяют говорить о серьезныхизменениях, которые произошли в микробиологическом компонентеэкосистемы Косинских озер за прошедший с 1941 г. период времени. Вчастности, в озерах выросли показатели общей численностимикроорганизмов и, что не менее важно, серьезно изменилась годоваядинамика численности бактериопланктона (Ильинский, Мошарова и др.,2010, 2013).В 2011 г. Департаментом природопользования и охраныокружающей среды г. Москвы был подготовлен проект благоустройства иразвития территории природно-исторического парка (ПИП) «Косинский» вВосточном административном округе Москвы.