Bacterial Community of Neutral Mine Drainage of Elizabeth’s Shaft (Slovinky, Slovakia)

Neutral mine drainage is the less frequent subject of the interest than acid mine drainage but it can have adverse environmental effects caused mainly by precipitation of dissolved Fe. The aim of the study was to characterize the composition of bacterial population in environment with high concentration of iron and sulfur compounds represented by neutral mine drainage water of Elizabeth’s shaft, Slovinky (Slovakia). The pH value of drainage water decreased from 7.1 to 6.5 during the years 2008–2014. Direct microscopic observations, cultivation methods, and 454 pyrosequencing of the 16S rRNA gene amplicons were used to examine the bacterial population. Microscopic observations identified iron–oxidizing Proteobacteria of the genera Gallionella and Leptothrix which occurrence was not changed during the years 2008–2014. Using 454 pyrosequencing, there were identified members of 204 bacterial genera that belonged to 25 phyla. Proteobacteria (69.55%), followed by Chloroflexi (10.31%) and Actinobacteria (4.24%) dominated the bacterial community. Genera Azotobacter (24.52%) and Pseudomonas (14.15%), followed by iron–oxidizing Proteobacteria Dechloromonas (11%) and Methyloversatilis (8.53%) were most abundant within bacterial community. Typical sulfur bacteria were detected with lower frequency, e.g., Desulfobacteraceae (0.25%), Desulfovibrionaceae (0.16%), or Desulfobulbaceae (0.11%). Our data indicate that the composition of bacterial community of the Elizabeth’s shaft drainage water reflects observed neutral pH, high level of iron and sulfur ions in this aquatic habitat.

Odciek kopalniany o odczynie obojętnym jest rzadszym przedmiotem zainteresowania niż odciek kopalniany kwaśny, ale może mieć niekorzystne skutki środowiskowe spowodowane głównie przez wytrącanie rozpuszczonego Fe. Celem artykułu jest scharakteryzowanie składu bakterii w środowisku o wysokim stężeniu związków żelaza i siarki reprezentowanych przez obojętne wody drenażowe kopalni szybu Elizabeth, Slovinky (Słowacja). Wartość pH wody drenażowej spadła z 7,1 do 6,5 w latach 2008–2014. Bezpośrednie obserwacje mikroskopowe, metody hodowli i pirosekwencjonowanie amplikonów genu 16S rRNA wykorzystano do zbadania populacji bakterii. Obserwacje mikroskopowe zidentyfikowały proteobakterie utleniające żelazo z rodzajów Gallionella i Leptothrix, których występowanie nie uległo zmianie w latach 2008–2014. Przy użyciu pirosekwencjonowania 454 zidentyfikowano 204 rodzajów bakterii należących do 25 typów. Proteobakterie (69,55%), a następnie Chloroflexi (10,31%) i aktynobakte rie (4,24%) zdominowały społeczność bakteryjną. Rodzaje Azotobacter (24,52%) i Pseudomonas (14,15%), a następnie proeto-bakterie żelazo utleniające Dechloromonas (11%) i Methyloversatilis (8,53%) były najbardziej rozpowszechnione w społeczności bakteryjnej. Typowe bakterie siarkowe wykryto z mniejszą częstotliwością, np. Desulfobacteraceae (0,25%), Desulfovibrionaceae (0,16%) lub Desulfobulbaceae (0,11%). Uzyskane dane wskazują, że skład flory bakteryjnej wody drenażowej szybu Elżbieta odzwierciedla obserwowane neutralne pH, wysoki poziom zawartości jonów żelaza i siarki w środowisku wodnym.