|
 |
|
По Материалам XIХ Международной научной конференции диатомологов «Диатомовые водоросли: фундаментальные и прикладные исследования», посвященной 120-летию со дня рождения А.П. Жузе Экология и биоиндикация Видовой состав и количественные характеристики диатомовых водорослей перифитона в техноэкосистеме электростанции с проточным морским охлаждением
Бегун А.А.1, Масленников С.И.1,2 Andrei A. Begun, Sergei I. Maslennikov
1Национальный научный центр морской биологии имени А.В. Жирмунского –
УДК 577.472
Исследованы видовой состав и количественные характеристики диатомовых водорослей перифитона в условиях техноэкосистемы ТЭЦ-2 г. Владивостока. Идентифицировано 49 видов и внутривидовых таксонов микроводорослей из класса Bacillariophyceae. На внутренней поверхности макрообрастания водозаборного тоннеля отмечено высокое количественное обилие перифитона (максимальная плотность 17,4±2,5·106 кл.·см-2, биомасса 56,3±9,8 мг∙см-1). Максимального обилия достигали преимущественно бентосные мелкоклеточные диатомовые водоросли, адаптированные к миксотрофному метаболизму. Установлены достаточно существенные (в 3–6 раз) различия количественных характеристик диатомового перифитона на разных участках водозаборного тоннеля, что в значительной степени обусловлено различием локальных гидродинамических условий. Ключевые слова: диатомовые водоросли, альгофлора, плоские морские ежи, питание, фекалии, Японское море.
Сообщества гидробионтов, развивающиеся в системе охлаждения энергетических станций, являются причиной ряда биологических помех в работе технического оборудования. Бентосные диатомовые водоросли, наряду с бактериями, являются важнейшим автотрофным звеном морского обрастании, наряду с бактериями и простейшими формируют первичную биопленку, как субстрат для оседания видов-обрастателей, и служат оперативными индикаторами изменения условий среды. При изучении биоты в системе охлаждения энергетических станций основное внимание уделялось исследованиям фитопланктона (Begun, Maslennikov, 2021) и перифитона водозаборов тепловых и атомных электростанций, расположенных на континентальных водоемах и имеющих замкнутое охлаждение (Звягинцев, Мощенко, 2010). В то же время, техноэкосистемы водозаборов морских электростанций с проточным охлаждением остаются на сегодняшний день почти не исследованными, за исключением анализа состава обрастания и бактериально-диатомовой пленки в системе охлаждения некоторых электростанций Японии (Sakaguchi, 2003). В 2001 г. Институтом биологии моря ДВО РАН (в настоящее время ННЦМБ ДВО РАН) были организованы исследования трансформации морской биоты в условиях системы охлаждения Владивостокской ТЭЦ-2 (далее ВТЭЦ-2), связанной с Японским морем. Одновременно началась разработка новых методов защиты от морского обрастания водозаборных тоннелей электростанций (Звягинцев, Мощенко, 2010). Вызвано это неэффективностью проводимой ежегодно термообработкой тоннелей и необходимостью механической очистки от обрастания во время осушки. С учетом сказанного, возник фундаментальный интерес к исследованию видового состава и количественных характеристик диатомовых водорослей перифитона в водозаборе ВТЭЦ-2, как в специфическом биотопе с отсутствием солнечного света и высокой биогенной нагрузкой. Водозаборный тоннель ВТЭЦ-2 начинается в водозаборном ковше в бух. Сухопутная Японского моря, состоит из стальной трубы длиной 250 м, бетонного тоннеля длиной 970 м, проходящего под г. Владивостоком, и заканчивается стальной трубой на территории электростанции. Пройдя всю систему охлаждения, нагретая морская вода сбрасывается в р. Объяснения, а далее – в бух. Золотой Рог. Среднемесячная температура этой воды составляет 23,7°С, соленость варьирует в пределах 23,4‒35,0‰. Диатомовый перифитон отбирали 05 мая 2015 г. с поверхности обрастания водозаборного тоннеля скребком с длиной лезвия 10 см с площадки 10х10 см с трех участков, соответствующих началу, середине и концу тоннеля. Камеральную и микроскопическую обработку проб проводили согласно методикам, описанным в монографии (Рябушко, Бегун, 2015). При идентификации водорослей использовался световой микроскоп «Olympus BX41», объектив UPLanF1 100х /1/.30 (Япония) и сканирующий (СЭМ) «Sigma 300 VP» (Великобритания). Таксоны приведены в соответствии с международным Интернет-ресурсом AlgaeBase (Guiry, Guiry, 2025). В перифитоне водозаборного тоннеля зарегистрировано 49 видов и внутривидовых таксонов микроводорослей из класса Bacillariophyceae. Максимальное видовое богатство отмечено в начале тоннеля (48 видов), минимальное – в середине (36), в конце – 40. По отношению к биотопу 7% всех водорослей являются планктонными, живущими в пелагиали, 23% – бенто-планктонными, способными обитать как в пелагиали, так и в бентали, и 70% – бентосными, связанными жизненным циклом с твердым или рыхлым субстратом. К типичным эпифитам и обрастателям твердых субстратов относится 10 видов диатомовых водорослей, 23 – к флоре песчаных и илистых грунтов – эпипсаммону и эпипелону. К индикаторам органического загрязнения относятся 15 видов, среди них 9 являются β–мезосапробионтами и 6 – α–мезосапробионтами. Отмечено 2 потенциально токсичных вида – планктонный Pseudo-nitzschia calliantha Lundholm, Moestrup & Hasle, 2003 и бентосный Halamphora coffeiformis (C. Agardh) Levkov, 2009, способных продуцировать домоевую кислоту и (Lelong et al., 2012). Общая плотность и биомасса водорослей перифитона были наиболее высокими в середине водозаборного тоннеля ВТЭЦ-2 (N = 13,6±1,5∙106 кл.∙см-2, B = 60,4±12,5 мг∙см-1) и в его конце (N = 17,4±2,5·106 кл.∙см-2, В = 56,3±9,8 мг∙см-1) (рис. 3). В начале тоннеля обилие водорослей было существенно ниже (N = 2,78±0,5·106 кл.∙см-2, B = 19,6±3,2 мг∙см-1). Доминирующее положение по плотности занимала мелкоклеточная бентосная диатомовая водоросль Halamphora exigua (Gregory) Levkov, 2009 (18–26% от общей плотности), субдомининующее – Actinoptychus splendens (Shadbolt) Ralfs, 1861, Amphora proteus W. Gregory, 1857, Cocconeis stauroneiformis H. Okuno, 1957, Fogedia finmarchica (Cleve & Grunow) Witkiwsky, Metzeltin & Lange-Bertalot, 1997, Fragilaria striatula Lyngbe, 1819, Melosira moniliformis (O.F. Müller) C. Agardh, 1824 var. moniliformis, Licmophora abbreviata C.A. Agardh, 1831, Navicula ammophila var. intermedia Grunow, 1882, Tabularia tabulata (Agardh) Snoeijs, 1992, Halamphora spp. и Nitzschia spp. У небольшой (< 10%) части популяции диатомеи Triceratium arcticum var. balaena (Ehrenberg) A. Cleve, 1951 встречались морфологические аномалии в виде отдельных вогнутостей кремнеземного панциря по периметру створки. Высокие количественные показатели видов-индикаторов органического загрязнения в составе перифитона водозабора ВТЭЦ–2 можно объяснить поступлением значительного количества биогенов, образующихся из экзометаболитов макрообрастания, которое имеет в тоннеле очаговый характер распределения с преобладанием мидии тихоокеанской Mytilus trossulus A. Gould, 1850 и устрицы гигантской Magallana gigas (Thunberg, 1793) (Масленников и др., 2024). Диатомовые водоросли по способу питания в основном миксотрофы, питающиеся за счет экзометаболитов моллюсков, преимущественно, неорганических соединений азота и фосфора (Рябушко, Бегун, 2015). При недостатке солнечного света в условиях высокой биогенной нагрузки некоторые виды диатомовых водорослей, преимущественно родов Nitzschia и Halamphora (Amphora), способны переходить от автотрофного типа питания к миксотрофному (Moorthi et al., 2009). Наблюдаемое снижение количественных характеристик диатомового перифитона (в 3–6 раз) в начальной части бетонного тоннеля ВТЭЦ-2 может быть связано с более активными гидродинамическими условиями. В частности, мощные вихревые потоки на этом участке тоннеля, формирующиеся под действием высокого гидростатического давления, негативно влияют на прикрепление гидробионтов к его внутренней поверхности, что было установлено для макрообрастания (Звягинцев, Мощенко, 2010). Следует отметить, что система охлаждения ВТЭЦ-2 не использует такие агрессивные методы с борьбы обрастанием, как хлорирование воды или химическую обработку биоцидами и другими биотическими ингибиторами, в результате чего водоросли перифитона не испытывают угнетения процесса фотосинтеза. Это определяет достаточно высокое обилие бентосных диатомовых водорослей на поверхности макрообрастания тоннеля в условиях исследуемой техноэкосистемы. Таким образом, техноэкосистему водозаборного тоннеля ВТЭЦ-2 можно рассматривать как специфический морской биотоп, в котором сформировалось достаточно развитое сообщество диатомового перифитона в видовом и количественном отношении.
Автор заявляeт об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.
Список литературы
Статья поступила в редакцию 18.06.2025
Об авторах Бегун Андрей Аркадьевич - Andrey A. Begun кандидат биологических наук andrejbegun@yandex.ru Масленников Сергей Иванович – Sergei I. Maslennikov кандидат биологических наук 721606@mail.ru
ССЫЛКА: Бегун А.А., Масленников С.И. Видовой состав и количественные характеристики диатомовых водорослей перифитона в техноэкосистеме электростанции с проточным морским охлаждением // Вопросы современной альгологии. 2025. № 1–2(37–38). С. 161–166. URL: http://algology.ru/2184 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-161-165 EDN – EOKETO
При перепечатке ссылка на сайт обязательна Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно.
Species composition and quantitative characteristics of periphyton diatoms in the technoecosystem of a power plant with flow-through sea cooling Andrei A. Begun1, Sergei I. Maslennikov1,2 1Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology FEB of the RAS (Vladivostok, Russia) The species composition and quantitative characteristics of periphyton diatoms were studied in the conditions of the technoecosystem of Vladivostok CHPP-2. 49 species and intraspecific taxa of microalgae from the class Bacillariophyceae were identified. A high quantitative abundance of periphyton was noted on the inner surface of the macrofouling of the water intake tunnel (maximum density 17,4±2,5•106 cells•cm-2, biomass 56,3±9,8 mg•cm-1). The maximum quantitative development was achieved mainly by benthic small-cell diatoms adapted to mixotrophic metabolism. Quite significant (3–6 times) differences in the quantitative abundance of diatom periphyton were established in different sections of the water intake tunnel, which is largely due to differences in local hydrodynamic conditions. Key words: CHPP-2; technoecosystem; water intake tunnel; Diatoms; periphyton
References
Authors Begun Andrey A. ORCID – https://orcid.org/0000-0002-8383-796X Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology FEB of the RAS, Vladivostok, Russia andrejbegun@yandex.ru Maslennikov Sergei I. ORCID – https://orcid.org/0000-0003-4776-0624 Zhirmunsky National Scientific Center of Marine Biology FEB of the RAS, Vladivostok, Russia; 721606@mail.ru
ARTICLE LINK: Begun A.A., Maslennikov S.I. Species composition and quantitative characteristics of periphyton diatoms in the technoecosystem of a power plant with flow-through sea cooling. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2025. № 1–2(37–38). P. 161–165. URL: http://algology.ru/2184 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2025-1(37)-161-165 EDN – EOKETO
When reprinting a link to the site is required Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor, please and we send it to you with pleasure for free.
К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
|
|
|
 | | ||
|
| ||