Cavers Mailing List     № 11144

Снежная.

Автор: Светлана Мазина
Дата: 07 Apr 2009



Да, я согласна с сообщением Глеба Рябухина, нельзя исключать и других людей из обсуждения этой темы.
Поясню свою позицию.
От меня пытаются получить готовые советы и рецепты - их нет.
Сейчас вы имеете возможность наблюдать работу изнутри, а не получить готовый вычищенный продукт. Наверное, это не правильно с точки зрения науки, но иначе есть шанс упустить важные моменты и оставить людей в неведении еще на много лет.
1. Я не специалист по катакомбам - там иная ситуация, (близость к поверхности, отсутствие мощных водных потоков, антропогенное происхождение, достаточно богатая микрофлора и фауна и (или) другие факторы) сравнения с глубокими карстовыми системами часто не корректны. Вопросы по катакомбам и пещерам, близким к поверхности скорее правильнее адресовать Андрею Александровичу Семиколенных, он лучше владеет информацией.
2. У меня есть исследования двух лет на Бзыби по пещерам вблизи Пантюхинской с разным уровнем посещаемости. В непосещаемой пещере был "стерильный" воздух (на уровне на селективных средах Чапек, МПА, голодный агар - ничего не росло). Через несколько дней с начала посещений появились мезофильные бактерии на МПА. (Все данные даю вкратце только для понимания проблемы). Также были выделены актиномицеты на натечных образованиях.
3. В водных потоках (паводок/межень) показано снижение количества микроорганизмов по мере продвижения потока от входной части пещеры вглубь. Аналогичные данные по нескольким пещерам Бзыбского, Алека, Воронцовки, Дженту, Крыма. Эксперименты с внесением бактериальных клеток в воду пещеры не на входе, а внутри, на модельных объектах (пещерная вода в проточной системе) и в пещере показали их сохранение в потоке. Отсюда сделан вывод, что самоочистка происходит в привходовых участках пещер, а внесенные в воду с более-менее стабильным ионным составом микроорганизмы в потоке сохраняются. Такое утверждение подкрепляется данными литературы (Г.А. Заварзин, 2004).
4. При изучении Содатской выяснили, что количество микроорганизмов в потоке нарастает по пещере и сохраняется постоянным. По логике: внесли грязь - она потоком смылась. Почему сохраняется? А) загрязненные субстраты. Вычистили, не помогло. Б) загрязненные ванночки где сохраняется загрязнение, работа механизмов сорбции-десорбции, еще что-то? Разработали методику осаждения микроорганизмов, стимулировав механизм сорбции кальциевых ионов на стенках клеток. Помогло. Статья в редакции журнала Водные ресурсы, принята к печати, выйдет в 6 номере 2009 года. Вкратце тезисы Мазина С.Е., Гопин А.В., Николаев А.Л. Исследование санитарного состояния водного потока пещеры Солдатская и разработка метода очистки подземных водных потоков. Тезисы докладов международной конференции "Крымские карстовые чтения: Состояние и проблемы карстолого-спелеологических исследований". Симферополь 2008, с.70-72.
5. Возник вопрос разложения органики в пещерах. На примере сообществ фототрофов в экскурсионных пещерах показано быстрое накопление органического вещества в субстрате - например, известняк без ламповой флоры 0.05%, известняк из-под сообщества водорослей, цианобактерий и протонемы мхов - 6.33% (Новоафонская, срок эксплуатации 30 лет), (метод Тюрина с фотометрическим окончанием, сканирующая микроскопия элементный анализ). Предположение - кальцинация органического вещества, блокирование разложения, сохранение грубой органики без перевода в гиминовые и фульвокислоты. Эксперименты продолжаются, понимания нет.
Также начали исследования разложения органики, попадающей с поверхности. С древесиной, например, многое понятно (J. N. Am. Benthol. Soc., 2001, 20(4):550-563 Leaf and wood breakdown in cave streams K. S. SIMON, E. F. BENFIELD). Остатки продуктов, фекальные отложения - на эту тему интересная статья (Andrea J. Hunter, Diana E. Northup, Clifford N. Dahm, and Penelope J. Boston - Persistent coliform contamination in Lechuguilla cave pools. Journal of Cave and Karst Studies, v. 66, no. 3, p. 102-110. 2004;
и развернувшуюся после этого дискуссия, Journal of Cave and Karst Studies, August 2005, DISCUSSION: PERSISTENT COLIFORM СONTAMINATION IN LECHUGUILLA CAVE POOLS HAZEL A. BARTON Department of Biological Sciences, Northern Kentucky University, Highland Heights, KY USA NORMAN R. PACE). Там много ссылок, читайте.
До момента попадания в Снежную я, согласно (Johnson K. 1979) считала, что грибы располагаются в пещере дискретно, на органическом веществе, которое быстро разлагают. Судя по сохранности органики в Снежной этот процесс медленный. Сейчас в Снежной заложен эксперимент по скорости разложения различных органических субстратов (ткань, фекалии, бумага и т. д.). Кстати, задачка для думающих - качественный и надежный метод определения скорости разложения, не "на глаз".
Еще к вопросам транспорта загрязнений и качества воды - Б.М. Долгоносов. Нелинейная динамика экологических и гидрологических процессов. 2009; Effects of cattle manure on erosion rates and runoff water pollution by faecal coliforms M.C. Ramos, J.N. Quinton, S.F. Tyrrel. Journal of Environmental Management 78 (2006) 97-101; Contaminant transport in karst aquifers Dorothy J. Vesper, Caroline M. Loop, William B. White Speleogenesis and Evolution of Karst Aquifers.
Я нарочно даю статьи, которые есть в Интернете и базовые книги - в них не сложно разобраться неискушенному читателю.
В вопросе разложения органического вещества много неясного. В том числе и проблема его утилизации, которую уже обсуждали. Известно, что органика в субстрате разлагается быстрее, чем лежащая на поверхности субстрата. Работают грибы, дрожжи, бактерии. Определенные виды (роды) отвечают за разложение определенных веществ - Звягинцев Д.Г., Бабьева И.П., Зенова Г.М.. Биология почв. 2005.
В пещерах связанных с поверхностью, в том числе и катакомбах, много видов с поверхности, А. Семиколенных может дать ссылки на свои работы по Пинеге, где эта связь показана. Многие процессы разложения идут аналогично поверхностным, на них влияют поверхностные факторы, как например, колебания температуры, пусть и не такие резкие.
Вернемся к глубоким карстовым пещерам. Микроклимат постоянен, занос видов с поверхности ограничен. Остаются паводковые потоки. Снова вопросы к размышлению. В очистке поверхностных вод важна эпикарстовая зона. Фильтрация. В паводок (Гвоздецкий Н.А. Проблемы изучения карста и практика. - М.: Мысль, 1972. - 392 с.) увеличивается мутность и количество органического вещества в потоках. Я лично брала образцы паводковых вод в трех пещерах - в Заблудших, в Солдатской и в Воронцовской. В первой пещере увеличение микроорганизмов в потоке в два раза. Во второй никаких изменений. В третьей (Воронцовская, Долгая) закономерностей не выявлено, цифры сильно меняются в зависимости от года, уровня снежного покрова и еще каких-то факторов (число свиней на горах, число спелеологов у пещер, тут простор для спекуляций). А вот теперь интересное - Бзыбь, Бустрафедон, паводок. Из озера с закальматированным глиной дном, в котором пасутся коровы и процветают цианобактерии (количественный анализ проб из озер показал, что биомасса водорослей составляет 1000 г/м3 - 1800г/м3 (биологическое загрязнение 500г/м3) вода в паводок переливается через край и течет в пещеру (такая зеленая, красивая). На глубине 20 метров количество цианобактериальных клеток снижается на два порядка! Метод прямой микроскопии. В межень в этой пещере на глубине 20 метров не более 2-3 клеток бактерий (МПА) в 100 мл в потоке воды. Там же в воздухе было "стерильно" до нашего прихода.
Гипотеза: в пещере при минимальной конкуренции развиваются те виды, которые занесены. Естественно, в первую очередь виды, встречающиеся в почвах, на растительных (животных) остатках и спутники человека. Скорость развития, сукцессии, видовой состав, факторы влияющие на эти процессы - темы для исследований. Например, для определения сукцессии необходимо лет десять постоянных исследований в глубокой пещере с разными источниками органики. Кто готов? Это я к тому, что трудозатраты просто огромны, а о методах разговор лучше и не начинать. Реально мы можем проводить сравнительный анализ. Выявлять культивируемые на средах виды, возможно, какая-то хитрая микроскопия или генетический анализ, который даст общее количество видов без их экологической значимости (кстати, безумно дорогой).
6. Теперь к видовому составу и вопросам патогенности. В Снежной проводили анализы воздуха методом Коха время экспозиции от 1 часа до 5 суток среда Чапека и "голодный" агар для грибов, культивировали образцы из грунтов при температуре 37, 25 и 5 градусов С .
В малопосещаемых участках пещеры - чистые чашки или 1-2 колонии (Алмазная галерея, ниша в верхней части сбоку на -700, участок за Сахалинской галереей). В ПБЛ -700 в первый день 300 (пустой лагерь) до 12000 в 1 кубическом метре на третьи сутки. Лагерь - 950 - 500 , Победа - 14000 (экспозиция час), лагерь -320 - 300. (Условная норма 500 спор на метр кубический).
Из воздуха выделены:
Acremonium sp.
Aspergillus flavus Link - уже писала
Aspergillus niger van Tieghem - легочные заболевания при ослабленном иммунитете
 Candida sp.
 Candida albicans (Robin) Berkhou - уже писала
 Cladosporium cladosporioides (Fres.) de Vries - легочные и кожные инфекции
 Cladosporium herbarum (Persoon) Link - поражения кожи
 Fusarium sp.
Geomyces pannorum (Link) Sigler et J.W. Carmichael - онхимикоз
Mycelia sterilia
Rhizopus microsporus van Tieghem - частый возбудитель зигомикозы человека, особенно опасен при наличии раневой поверхности
 Trichoderma sp. - частые возбудители заболеваний у лиц с нарушенной иммунной системой
 Trichophyton sp. (не rubrum!) - дерматомикозы

В образцах глинистых отложений непосещаемых участков изредка встречался светлоокрашенный мицелий с низким обилием, число КОЕ не превышало 200 КОЕ/г. Численность в районе лагерей варьировала на разных участках от 4 10 в 3 степени до 8 10 в 5 степени КОЕ/г, причем наибольшей она была на стоянке в зале Победы, а наименьшей в лагерях на участке Иллюзии на глубинах 320 и 670 метров.
Из грунтов дополнительно выделен
Aspergillus fumigatus Fresenius - (кстати, термофильный вид)- вызывает аспергиллез, легочную, глазную, сердечно-сосудистую инфекции.
Достоверных количественных отличий при культивировании в разных температурных условиях не выявлено.
Кстати, спорообразование грибов усиливается во влажную погоду.
7. Методы удаления. Мне в Снежной грязно. Мне в Снежной интересно. Вывод - надо убраться. Как? Тонны мусора наверх - почти нереально. Закопать - в смысле засыпать камнями - нельзя. Сжечь? Не экологично. Замуровать в герметичном контейнере - проще вынести (уж точно дешевле). Камнедробильную машину, работающую на гнили и старых резиновых сапогах обсуждать бессмысленно в силу того, что ее пока не изобрели.
По методам для чтения Kubešová S., Faimon J., Štelcl J. & Zimák J. (2000) The study of lampflora in the Kateřinská cave (Moravian karst, Czech republic). International conference on cavelighting, Abstracts, P. 14-15; Olson R. (2001) Limiting Lamp Flora in Developed Passages Within Mammoth Cave Mammoth Cave National Park, National Cave and Karst Management Symposium, р.146; Grobbelaar J. U. (2000) Lithophytic algae: A major threat to the karst formation of show caves. Journal of Applied Phycology V. 12, P. 309 - 315.; Мазина С.Е., Северин А.В. Разработка метода реабилитации антропогенно-трансформированных подземных экосистем на примере Новоафонской пещеры. Экологическая химия 2007, 16(3): 175-181.
Формалин, гипохлорит, пероксид - вам что больше нравится? Все опасно.
Может ничего не делать? Отложим проблему накопления мусора - его прибывает с каждым годом. Забудем про грибы - авось не так они страшны, иммунитет у спелеологов огого, хотя известно, что он здорово снижается под землей.
Но, уважаемые, а вам не противно жить в дерьме, ходить в дерьме, делать открытия в дерьме, прибавлять к нему ежегодно новое!? Извините, накопилось. Так хочется красоты, чистоты и в людях и в пещерах.
Использовать окислители для уборки придется - локально, вдали от водотоков, с помощью распылителей. Тем более что в лагерях итак система нарушена - больше некуда. Закапывать - возможно, тоже будем, пока методику не знаю, разрабатываем. Выносить тоже будем. Пробовали сжигать в баках, чтобы не коптить - пока не выходит. И гидроксиапатит применять будем - вещество безвредное.
И исследовать будем. Это так интересно узнать, почему в условиях 2 градусов в карстовой пещере на органическом веществе выросли эти замечательные грибы в таком количестве.
Еще интересные ссылки:
 Koilray A. J., Marimuthu G., Natarajan K., Saravanan S., Maran P. and Hsu M., J. Fungal diversity inside caves of Southern India // Current Science. - 1999. - Vol. 77. 8. - P. 1081-1083. - статья по грибам в пещерах Индии на которую ссылался А. Семиколенных (есть в Интернете)
INTRODUCTION TO CAVE MICROBIOLOGY: A REVIEW FOR THE NON-SPECIALIST HAZEL A. BARTON Hazel A. Barton - Introduction to cave microbiology: A review for the non-specialist. Journal of Cave and Karst Studies, v. 68, no. 2, p. 43-54.- обзор, тоже есть в Интернете.
Geomicrobiology Journal, 18:199-222, 2001 Geomicrobiology of Caves: A Review DIANA E. NORTHUP, KATHLEEN H. LAVOIE - аналогично.
Удачи.
С уважением, Светлана Мазина.
P.S.Вообще-то я просто хотела сообщить сроки нашей экспедиции, предупредить о потенциальной опасности и попросить немного отложить (перенести на более ранний срок) посещения (кажется, это называется координация).



CML archive browser created by Pavel Gulchouck