Толерантность региональных штаммов микроводорослей Республики Татарстан к тяжёлым металлам и кислым газам: значение для технологий улавливания углерода

Аннотация

Зелёные микроводоросли являются перспективными биологическими агентами для улавливания диоксида углерода из промышленных дымовых газов и для выращивания на частично очищенных сточных водах, однако такая стратегия культивирования с двумя источниками неизбежно подвергает культуры воздействию тяжёлых металлов и кислых газов - диоксида серы (SO₂) и оксидов азота (NO_x). В настоящей работе оценена толерантность девяти штаммов микроводорослей (Chlamydomonas sp., Chlorococcum sp., Edaphochlamys debaryana, Chlorella sp., Chlamydomonas moewusii, Chlorella vulgaris и Spongiosarcinopsis sp.), выделенных в 2024 г. из различных водоёмов и поверхностей Республики Татарстан, к свинцу (Pb), кадмию (Cd), SO₂ и NO_x, с целью отбора наиболее толерантного штамма для дальнейшей разработки в качестве кандидата-секвестратора углерода. Места отбора проб характеризовались по окислительно-восстановительному потенциалу (ЭДС, 27-1518 мВ), pH (6,4-8,0) и спектральному коэффициенту поглощения (цветность воды). Значения EC₅₀, определённые по кривым «доза-эффект», составили от 31,1 до 238,5 мг/л для Pb и от 8,3 до 176,3 мг/л для Cd, в большинстве случаев превышая литературные значения для тех же или родственных таксонов. Чувствительность к 50 ppm SO₂ и 50 ppm NO_x была низкой у всех изолятов, тогда как 100 ppm NO_x и 100 ppm NO₂ вызывали значимое ингибирование роста у трёх и пяти изолятов соответственно. Балльная оценка, объединяющая толерантность к Pb, Cd и газам, определила Chlorella vulgaris (изолят 14) как штамм с наилучшими показателями в целом (35 из максимальных 36 баллов), сочетающий наивысшую толерантность к Pb, близкую к максимальной толерантность к Cd и полную толерантность по всем протестированным газовым условиям. Полученные результаты позволяют рекомендовать Chlorella vulgaris в качестве основного кандидата среди исследованных изолятов для дальнейшей оценки в системах культивирования микроводорослей на основе дымовых газов и сточных вод.