Содержание сульфат редуцирующих бактерий в разных водоемах Вологодской области

Актуальность данного исследования заключается в том, что водные объекты используются как источники технической воды для различных систем. Будто забор балластных вод для судов или же охлаждение через теплообменники балластной водой. Так же данный способ пополнения водных запасов широко используется и для береговой инфраструктуры. Однако для их использования необходимо проводить очистку или иные мероприятия для предотвращения выхода из строя металлических конструкций и систем.

Одним из факторов опасности применения неочищенных природных вод является возможность возникновения микробиологической коррозии. Чаще всего её вызывают сульфатредуцирующие бактерии. Данные бактерии являются анаэробными прокариотами. В бескислородных условиях они извлекают энергию посредством сульфатного дыхания: окисляют водород либо иные органические и неорганические соединения, при этом сульфат выступает в роли конечного акцептора электронов. Сульфатвосстанавливающие бактерии – ключевой фактор биокоррозии металлов [1, с. 13-22]. Эти анаэробы размножаются в системах охлаждения под рыхлыми отложениями в зонах застоя воды. Их активность растёт с увеличением содержания сульфатов и органики при отсутствии кислорода. СРБ ускоряют коррозию, облегчая катодный процесс, а также вызывают сульфидную коррозию за счёт выработки сероводорода и сульфидов. Особенно опасно то, что они провоцируют локальные разрушения металла – питтинг и коррозионное растрескивание.

В современной микробиологии преимущественно выделяют два основных рода сульфатредуцирующих бактерий (СРБ):

Род Desulfovibrio, включающий такие виды как Desulfovibrio desulfuricans, Desulfovibrio vulgaris, Desulfovibrio salexigens, Desulfovibrio africanus, Desulfovibrio gigas, Desulfovibrio thermophilus и ряд других представителей.

Род Desulfotomaculum, представленный видами Desulfotomaculum orientis, Desulfotomaculum nigrificans, Desulfotomaculum ruminis, Desulfotomaculum antarcticus и другими близкими формами.

Эти два рода являются наиболее значимыми в систематике СРБ и включают наибольшее количество изученных видов данных микроорганизмов.

Наибольший интерес представляют бактерии Desulfovibri из-за их широкого распространения и крайне агрессивного коррозионного воздействия. Многие исследования базируются на изучение данных бактерий и разработки мер и способов по подавлению их жизнедеятельности, с нейтрализацией продуктов их метаболизма. Так же по росту численности СРБ возможно выявления мест загрязнения [2].

В качестве объектов исследования были выбраны следующие водные объекты с разной антропогенной нагрузкой. Первым объектом для рассмотрения была выбрана река Шексна. Исток реки Шексны находится в Белом озере в районе города Белозерск (Вологодская область). Устье реки впадает в Рыбинское водохранилище в районе города Череповец (Вологодская область), Череповецкий металлургический комбинат «Северсталь» и заводы «ФосАгро» находятся на Шексне. В реку попадают сточные воды предприятия ШКДП. Также в 2024 году сообщалось, что в селе Шухободь Череповецкого района из-за нерабочего состояния систем очистки предприятия сбрасывают нечистоты в окрестных лесах, и стоки добираются до рек Кошта и Шексна, откуда могут проникнуть в Рыбинское водохранилище.

Следующим на рассмотрение был выбран Северо-Двинский канал. Северо‑Двинский канал (Северо‑Двинская шлюзованная система, СДШС) – водный путь, связывающий реку Шексну (часть Волго‑Балтийского канала, впадающую в Волгу) с рекой Сухоной (притоком Северной Двины). Система расположена на территории Вологодской области (Россия). Маршрут канала начинается в районе населённого пункта Топорня на реке Шексне, далее водный путь пролегает через Сиверское, Покровское, Зауломское, Пигасово и Кишемское озёра, затем через реку Иткла, Благовещенское озеро, реку Порозовица и завершается на Кубенском озере, откуда берёт начало река Сухона. Общая протяжённость искусственных водных путей СДШС составляет 127 км, из которых 16,5 км приходится на каналы, 70,5 км – на озёра и 40 км – на речные участки (реки Иткла и Порозовица). В состав системы входят 6 шлюзов, 6 водоподпорных плотин, 2 заградительные плотины, 5 искусственных судоходных каналов, а также 1 мостовая переправа и 3 понтонные переправы.

Данный канал используется для судоходства. Что имеет своё антропогенное влияние на водный объект, а также представляет интерес для исследования. К прочим источникам негативного воздействия можно отнести сброс сточных вод предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности, коммунального хозяйства. И как объект с низкой антропогенной нагрузкой был выбран объект Болото. Благодаря своим особенностям оно позволяет. Анаэробные условия в донных отложениях болот, где преобладает анаэробная деструкция органического вещества. Это способствует развитию СРБ [3].

Для исследования был произведён отбор воды согласно ГОСТ 31942-2012. И последующий высев для определения численности на среде Постгейта Б. В ходе исследований при помощи камеры Горяева производился подсчет численности клеток сульфат редуцирующих бактерий, после чего были получены следующие данные:

Таблица

Результаты подсчета бактерий после пересева

Для удобства оценки полученных результатов была построена диаграмма. На изображении видно, что наибольшее количество СРБ зафиксировано в реке Шексна. Это связано с достаточно сильным антропогенным воздействием.

Рис. Содержание сульфат редуцирующих бактерий в водных объектах

Достаточно большое количество нефтепродуктов попадает с поверхностного стока, а также во время судоходства. Так же следует обратить внимание на антропогенное воздействие осадков, с которыми в воду поступает много загрязняющих веществ. Это свидетельствует о том, что данную воду не рекомендуется использовать для производственных нужд без надлежащей водоподготовки и обеззараживания, из-за угрозы повышения износа и опасности возможного коррозионного разрушения систем. Все это, в свою очередь, может привести к существенным экономических потерям и повышению экологических рисков. Установки по обеззараживанию воды от бактерий зачастую обладают большими габаритами и их крайне сложно монтировать на судах речного класса. Поэтому в качестве меры по противодействию негативному влиянию СРБ рекомендуется использовать биоциды с ингибирующим действием, например такие как бензотриазол и фенотиазин [4]. Их использование позволит снизить коррозионное воздействие, а также не окажет пагубного влияния на окружающую среду.