65 существовать разные по своему характеру взаимоотношения

существовать разные по своему характеру взаимоотношения. В своих работах де Бари выделял две крайние формы сожительств
у различных животных: паразитизм и мутуализм.
Позднее, немецкий биолог Оскар Гертвиг (в 1906 году) сузил значение термина «симбиоз» и предложил под ним
подразумевать лишь взаимовыгодные ассоциации организмов.
В настоящее время в мировой научной литературе снова применим широкий подход в определении явления симбиоза. В этот
термин входят следующие понятия: комменсализм – тесное сожительство организмов, при котором один из них получает
преимущество, не причиняя вреда другому; мутуализм – тесная взаимовыгодная ассоциация; и паразитизм – тесная ассоциация,
один из участников которой использует другого в качестве источника пищи или убежища с ущербом для него [1].
В качестве некоторых примеров, подчеркивающих особенности взаимодействий между различными организмами в
симбиотических сообществах, можно выделить защитный мутуализм, бактериальный симбиоз и клептопаразитизм.
Защитный мутуализм
Классическим примером защитного мутуализма являются ассоциации раков отшельников и актиний. Однако, в последние
десятилетия было показано, что защитный симбиоз распространен гораздо шире, чем это считалось ранее. Например, гигантские
актинии и рыбы амфиприоны. Уже давно известно, что рыбы в случае опасности ищут убежище среди стрекающих щупалец
актиний. Однако недавно было установлено, что в защите нуждаются и сами актиниями. В ходе полевых экспериментов актиний
лишали рыб-симбионтов, и на глазах у исследователей актинии практически сразу же становились доступной пищей для рыб из
семейства Chaetodontidae (морские бабочки) [5]. Оказалось, что не только актиния предоставляет убежище амфиприонам, но и
амфиприоны защищают актинию от нападения мелких хищных рыб. Точно такая же ситуация наблюдается и в случае защиты
кораллов различными беспозвоночными (кораллобионтами), которые раньше лишь рассматривались в качестве случайных
сожителей колоний [3, 5].
Бактериальный симбиоз
Сведения о различных взаимодействиях многоклеточных морских организмов и симбиотических бактерий стали появляться
с начала 70-х годов ХХ века. Всплеск интереса к данному направлению исследований возник в результате открытий
гидротермальных сообществ. Наравне с вестиментиферами и погонофорами, которые питаются автотрофно за счет
сероводородокисляющих бактерий, в глубоководных экстремальных сообществах обитают различные моллюски, в том числе
представители класса Bivalvia, относящиеся к роду Bathymodiolus [4]. Такие моллюски сохранили нормально функционирующую
пищеварительную систему, однако приобрели и погрузили специализированных бактерий в эпителиальные клетки жабр. Таким
образом, данная группа морских обитателей имеет двойной тип питания и смогла адаптироваться к неоднородных условиям
среды.
Клептопаразитизм
Практически любое морское животное, от губок до позвоночных, несет, как на поверхности, так и внутри своего тела, целое
сообщество паразитов. Особенно много паразитических видов среди плоских червей, нематод, немертин и ракообразных.
Встречаются паразитические представители и среди многощетинковых червей. Пожалуй, единственный тип морских животных,
не имеющих паразитических форм, – это иглокожие.
Если в паразитарных системах рассматривать критерий не только локализации, но и оценивать взаимоотношения
«симбионт-хозяин», в таком случае можно выделить такое направление сожительства, как клептопаразитизм. В данном случае,
это является пограничным явлением между паразитизмом и мутуализмом, когда симбионт очищает поверхность тела хозяина от
различных частиц, но также и поглощает часть пищи, предназначенной для хозяина. Такое явление широко распространено в
наземных экосистемах среди птиц и насекомых [6]. Однако, в морском мире также встречаются клептопаразиты, например,
некоторые виды симбиотических ракообразных, обитающих на иглокожих [2].
Таким образом, между симбионтами и их хозяевами возникают различные взаимоотношения, которые в дальнейшем могут
быть использованы в качестве модельных объектов при исследованиях морфологических и экологических адаптаций животных,
а также при анализе структуры и функционировании морских экосистем.
Литература
1. Бритаев Т.А. Симбиоз у морских животных / В.А. Свешников. – М. – М.: Академия наук СССР Институт эволюционной
морфологии и экологии животных им. А.Н. Северцова, 1989 – 243с.
2. Brun E. Food and feeding habitats of Luidia ciliaris (Echinodermata: Asteroidea) // Journal of the Marine Biological Association
of the United Kingdom. – 1972. – Vol.52,№1. – P. 225-236.
3. Latypov Yu.Ya. Changes in the composition and structure of coral communities of Mju and Moon Islands, Nha Trang Bay,
South China Sea // Russian Journal of Marine Biology. 2006. – Vol.32,№5. – P. 269-275.
4. Nelson D.C., Hagen K.D., Edwards D.B. The gill symbiont of the hydrothermal vent mussel Bathymodiolus thermophiles is a
psychrophilic, chemoautotrophic, sulfur bacterium // Marine Biology. 1995. – Vol.121. – P. 487-495.
5. Randall J.E., Fautin D.G. Fishes other than anemonefishes that associate with sea anemones // Coral Reefs. 2002. – Vol.21. – P.
188-190.
6. Rozen J.G. Evolution of cleptoparasitism in anthophorid bees as revealed by their mode of parasitism and first instars
(Hymenoptera, Apoidea) // American Museum Novatates. 1991. – Vol.3029. – 36 pp.
Крошечкина И.Ю.1, Зубрев Н.И.2
кандидат технических наук, Московский государственный университет путей сообщения; 2кандидат технических наук,
доцент, Московский государственный университет путей сообщения
БАКТЕРИАЛЬНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОТСЕВА БАЛЛАСТА
Аннотация
В статье проведен анализ фракционного состава балластного щебня и исследование бактериального загрязнение мелкой
фракции отработанного балластного слоя.
Ключевые слова: балластный слой, щебень, железнодорожный транспорт, микроорганизмы.
Kroshechkina I.Yu.1, Zubrev N. I.2
1
Candidate of Technical Science, associated professor, Moscow State University of Means of Communication; 2Candidate of
Technical Science, professor, Moscow State University of Means of Communication
THE BACTERIAL POLLUTION OF THE BALLAST
Abstract
The article deals with the analysis of the fractional structure of the ballast rubble and the research of the bacterial pollution of the
small fraction of the used ballast layer.
Keywords: ballast layer, rubble, railway transport, microorganisms
Железнодорожный транспорт является лидирующим в системе пассажиро - и грузоперевозок, при этом возрастает значение
экономических и экологических факторов. Учитывая это железнодорожные компании мира проводят систематическую работу,
1
65
направленную на сокращения расходов и снижения негативного воздействия транспортной инфраструктура на окружающую
среду. Немаловажным является экологический фактор – согласно данным Агентства по защите окружающей среды США (EPA)
перенос грузопотоков с автомобильного транспорта на железнодорожный способствуют снижению выбросов вредных веществ
на две трети [1].
Негативное воздействие на природные среды железнодорожного транспорта происходит как при эксплуатации
транспортных объектов, так и при строительстве и реконструкции железнодорожного пути. Известно, что при среднем и
капитальном ремонтах пути на обочину железнодорожного полотна выбрасываются до 70 % отсева балласта и только 30 %
перевозят на базу путевых машинных станций для очистки и повторного использования [2]. Известно, что после операций
очистки в щебёноочистительной машине отсев балласта размером фракций от 40 до 0,001 мм является отходом III класса
опасности с содержанием до 30 мг/кг солей тяжёлых металлов и до 1,4 мг/кг бензапирена [6]. За год на перегонах накапливается
до 800 тыс.т подобных отходов. Около 70 % отсева балласта без должной обработки передается частным лицам или используют
для отсыпки обочин магистралей [2].
В Стратегии развития железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 года предусмотрено активное развитие
ремонтно-путевого комплекса, как одного из важных элементов функционирования железнодорожных дорог в России [3]. В
связи с этим, исследование фракционного состава, степени загрязнения балластного слоя, а также вопросы его обезвреживания и
рециклинга становятся наиболее актуальными.
На качество балласта большое влияние оказывает размеры и физические свойства щебня, а также наличие загрязнений.
Одним из наиболее опасных загрязнителей являются мелкие фракции, образующиеся в результате истирания частиц щебня.
Щебень, предназначенный для балластировки верхнего строения пути, должен быть чистым, без посторонних включений
(органических, мергелистых или глинистых) [4].
В свежем балласте допустимые мелкие фракции определяют эксплуатационный показатель щебня и составляют, как
правило, 3 — 5 % общей массы. Увеличение их доли приводит к ухудшению качества балласта. Мелкой считается фракция,
которая проходит через квадратное отверстие сита размером 22,4 мм [5].
В работе проведено исследование фракционного состава отработанного балластного слоя, отобранного на участках №1 и №2
Горьковской железной дороги (таб.1). Масса каждой пробы составляла 10 кг.
Таблица 1 - Отсеивание щебня по фракциям
d сита, мм
Вес фракции, кг
Процентное содержание фракции в объеме
балластного слоя, %
участок №1
участок №2
участок №1
участок №2
70
1,900±0,12
1,200±0,1
19
12
60
2,650±0,19
2,360±0,18
26,5
23,6
40
1,580±0,10
1,870±0,15
15,8
18,7
30
1,370±0,08
1,280±0,9
13,7
12,8
25
1,100±0,09
1,300±0,10
11
13
23
0,600±0,05
0,940±0,7
6
9,4
15 и менее
0,800±0,05
1,050±0,8
8
10,5
Большая часть отсева до 92% от общей массы приходится на фракции 70-23 мм, а остальные ~ 9% составляют мелкую
фракцию, которая загрязнена тяжелыми металлами и нефтепродуктами[7]. Кроме того,
при проведении ремонтных работ
железнодорожного полотна частички мелкой фракции загрязняют приземный слой воздуха, приводя к сильному пылению. В
работе [8] было установлено, что полоса отвода вблизи железнодорожного полотна загрязнена различными микроорганизмами, в
том числе патогенными. Можно предположить, что и в мелкой фракции отсева балласта они также присутствуют.
Для оценки бактериального загрязнения отсева балластного слоя были проанализированы образцы фракции менее 15 мм на
присутствие микроорганизмов и микроскопических грибов. Токсичность определяли по методу Эймса, видовой состав с
помощью определителя Берджи [9].
В пробах обнаружено от 14 до 30 колоний микроорганизмов. При исследовании видового разнообразия микробного
сообщества в отсеве балластного слоя не выявлено широкого спектра родов микроорганизмов и микроскопических грибов.
Установлено присутствие лишь условно-патогенных бактерий родов Pseudomonas, Clostridium, Escherichia, патогенных бактерий
рода Bacillus и микроскопические грибы рода Aspergillus которые могут вызывать заболевания нервной системы, заболевания
крови и инфекции желчных путей.
Отметим, что твердые каменистые субстраты не являются местом колонизации микроорганизмов, поэтому наличие
активных (жизнеспособных) форм микроорганизмов возможно лишь на биопленках, покрывающих такие объекты, либо на
остатках органического вещества. С другой стороны, малую численность колоний болезнетворных микроорганизмов можно
объяснить присутствием в балластном слое тяжелых металлов, подавляющих жизнедеятельность микроорганизмов.
Полученные результаты необходимо учитывать при утилизации мелкой фракции отработанного балласта и для защиты
работников железнодорожного транспорта при проведении ремонтных работ пути.
Литература
1. Энергосбережение и защита окружающей среды на железных дорогах Северной Америки // Железные дороги мира. –
2013. - №9. - С.52-58.
2. Теплякова Е.А., Бельков В.М. Загрязнение земель инфраструктуры // Путь и путевое хозяйство. – 2013. - № 7. - С.2-4.
3. Раенок Д.Л. Обоснование необходимости разработки концепции производственной и экономической оптимизации
ремонтно-путевого комплекса ОАО «РЖД» // Наука и техника транспорта. – 2013. - №3. - С. 8-10.
4. Клуб любителей железной дороги и путешествий на поезде. http://trainclub.ru (дата обращения 10.10.2013)
5. Щебеночный балласт на дорогах Австрии // Путь и путевое хозяйство. – 2010. - № 3. – С.40-45.
6. ООО «Экотехнология-плюс» http://eko-gum.ru (дата обращения 10.10.2013)
7. Зубрев Н.И., Журавлева М.А. Предотвращение загрязнения биосферы тяжелыми металлами при эксплуатации
высокоскоростного транспорта: монография. М.: ФГБ ОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном
транспорте», 2012. – 272 с.
8.
Крошечкина И.Ю. Комплексная оценка загрязнений почвы полосы отвода железнодорожного транспорта и
рекомендации по ее восстановлению: Автореф. дис. кан. тех. наук. – М.: 2013. – 24с.
9. Определитель растений Берджи. / Под редакцией Хоулт ДЖ. - М.: Мир, 1997. - 432с.
66