Техногеннные грунты – современная среда обитания микроорганизмов (по результатам сканирующего электронного микроскопирования)

Оригинальная научная (исследовательская) статья

Аннотация

В статье рассматриваются экологические проблемы, существующие в районах добычи и переработки полезных ископаемых в Сибирском регионе. Приводится информация об освоении техногенных отходов рудообогащения – техногенных грунтов (ТГ) микроорганизмами, что влечёт за собой негативные и позитивные последствия. Сообщается, что в колонизации и преобразовании поверхностной толщи многолетних хранилищ сульфидных и сульфоарсенидных отходов рудообогащения, складированных в прошлом веке на дневной поверхности, в гумидной зоне Западной Сибири и в аридной зоне Южной Сибири, участвуют фотогетеротрофные микроорганизмы. Электронное микроскопирование проб техногенных субстратов свидетельствует о присутствии в них метаболически активных цианобактерий и диатомовых водорослей, характерных для первых стадий восстановительных сукцессий наземных экосистем. Сохранение микроорганизмов в жизнедеятельном состоянии обеспечивается колониальным образом жизни одноклеточных и нитчатых особей, продуцированием ими обильной слизи. Отмечается, что химический состав микроорганизмов, определённый с помощью микрозондового (спектрального) анализа элементов, включает тяжёлые металлы и неметаллы. Сообщается, что в крайне экстремальных условиях обитания в слизи и цитозоле цианобактерий в значительном количестве присутствует мышьяк. Предполагается, что он используется в аноксигенном фотосинтезе для получения дополнительной энергии и азотфиксации. Диатомовые водоросли продуцируют слизь, но не участвуют в иммобилизации мышьяка, что, возможно, обусловлено механизмами биохимической защиты. Приводятся сведения о накоплении в среде обитания цианобактерий и диатомей кристаллических форм минералов – барита в гумидной зоне и мышьяковистых минералов – в аридной зоне. Зарождение минералов могло быть вызвано испарительным эффектом и микробиологическими процессами. Полученная информация может быть использована для характеристики ранних стадий почвообразования в экстремальных местообитаниях техногенных ландшафтов, учтена при создании природоподобных технологий эффективной биоремедиации загрязнённых почв, разработке экологически безопасных способов консервации грунтов, при моделировании процессов образования аутигенных минералов в разных природных условиях.