Исследование выявило различия в действии хлорирования на высоко- и низковиабельные цианобактерии

Озера и водохранилища — важные источники питьевой воды, но частые токсичные цветения цианобактерий и связанные с ними цианотоксины могут ухудшать её качество. В последние годы основные исследования изучали влияние хлорирования на целостность мембран и судьбу токсинов у высоковиабельных цианобактерий.

Согласно исследованию Tang et al. (2018), цветение цианобактерий в природных пресных водах — это последовательный процесс, включающий стадии развития, поддержания и упадка. Было обнаружено, что экспрессия генов метаболизма азота и фосфора подавляется на стадии упадка, что указывает на возможную причину снижения виабельности клеток — лимит питательных веществ. Однако оставалось неясным, влияет ли изменение виабельности клеток на процесс хлорирования.

Для изучения этого вопроса исследователи из Института городской среды Китайской академии наук использовали типичную токсичную цианобактерию Microcystis aeruginosa FACHB—915. Были собраны высоко- и низковиабельные клетки для проведения экспериментов по хлорированию.

Результаты показали:

• Экспозиция хлора была ниже для низковиабельных клеток при той же начальной дозе, но они оказались менее устойчивы к хлорированию, что привело к более высокой степени повреждения мембран и высвобождения внутриклеточного токсина.
• Для высоковиабельных клеток при достаточной экспозиции хлора не наблюдалось роста внеклеточного токсина. Для низковиабельных клеток его уровень непрерывно рос, в основном из-за более низкой скорости деградации внеклеточного токсина по сравнению со скоростью его высвобождения из клеток.
• Общий токсин мог быть полностью окислен для высоковиабельных клеток при достаточной экспозиции хлора (>30 мг·мин·л⁻¹), тогда как для низковиабельных клеток хлорирование было неэффективным даже при экспозиции до 36 мг·мин·л⁻¹.

Это первое исследование, показывающее, что хлорирование может быть нецелесообразным для обработки низковиабельных цианобактерий на стадии упадка цветения. Результаты предоставляют важную информацию для применения хлорирования на станциях водоподготовки.

Исследование опубликовано в журнале Water Research.