Биоиндикация как метод исследования состояния водоемов. Сапробность

Гидробиологический контроль качества воды – важнейшая составная часть экологического мониторинга поверхностных вод. Важным компонентом гидробиологического контроля является биоиндикация (биодиагностика) – оценка качества воды, уровня и характера загрязнённости водоема по растительному и животному населению водоемов [17].

Преимуществом биоиндикационных методов перед другими является то, что, во-первых, они не требуют никаких специальных углубленных знаний и дорогостоящего оборудования, во-вторых, с помощью гидробиологических методов можно получить довольно быстро точные результаты, так как животные и растения чутко реагируют на загрязнение окружающей среды. При биоиндикации изменения биологической системы всегда зависят как от антропогенных, так и от природных факторов среды.

По мере возрастания антропогенной загрязненности водоемов увеличивались и усилия по исследованию этого явления. Появилась потребность в более или менее универсальном показателе загрязнения – причем таком, который поддавался бы относительно простой оценке и при этом имел бы прогностическую ценность – то есть отражал реальное качество воды и пригодность ее для различных хозяйственных целей. Ни один химический показатель не годится для этой цели, поскольку загрязнители воды весьма многообразны, и химические реакции на них в водоемах также нелинейны. Наиболее корректный химический показатель – содержание в воде растворенного кислорода. Большинство загрязнителей воды имеют органическую природу, в водоемах они подвергаются разложению микроорганизмами, при этом быстро расходуется кислород (вплоть до его полного исчерпания в воде). Однако, на практике измерять содержание кислорода очень неудобно, главным образом в силу высокой изменчивости этого показателя (он зависит от времени суток и многих других факторов).

Наиболее практичный критерий предложили биологи, показавшие, что водные организмы, как правило, реагируют на уровень загрязнения в целом, независимо от конкретных источников загрязнения. Уже в 1908-1909 гг. Кольквитц и Марссон разделили ряд изученных ими гидробионтов по степени чувствительности к загрязнению, а сами водоемы – на классы загрязненности, соответствующие определенным группам обитателей. Сама мера загрязнения (и мера чувствительности гидробионта к нему) получила название сапробности

Биологический смысл понятия сапробности заключается примерно в следующем. При нарастании органического загрязнения водоема в толще воды, а особенно на дне параллельно возрастает содержание мертвого органического вещества (как правило, легко разлагаемого) и понижается содержание кислорода (именно из-за гниения органики); то есть сдвигается органико-кислородный баланс. Сапробность и есть мера этого баланса [23, 24].

В данной работе очень важно знать, какие живые организмы называются сапробными и что такое сапробность. Сапробные организмы – это животные и растения, которые обитают в водоемах загрязненных органическими веществами. Сапробность озера – это степень его загрязнения [25].

Английские ученые Р. Кольквитц и М. Марссон по степени загрязненности вод органическими веществами классифицируют водоемы на:

• полисапробные – органических веществ много, кислорода нет; происходит расщепление белков и углеводов;

• мезосапробные – неразложившиеся белки отсутствуют, зато присутствуют сероводород, диоксид углерода и кислород, так как происходит минерализация органических веществ;

альфа-мезосапробные – вода умеренно загрязнена органическими веществами, есть аммиак и аминосоединения, кислорода мало;

бета-мезосапробные – органических загрязнителей мало; кроме аммиака, есть продукты его окисления (азотная и азотистая кислоты), много кислорода;

• олигосапробные – практически нет растворенных органических веществ, кислорода много, вода чистая [19].

Предложенная концепция сапробности стала основой для биоиндикации – оценки качеств (и загрязнения) воды и водоемов (главным образом пресных) в целом по составу обитающих там организмов.

Особенно часто для биоиндикации применяются индексы, учитывающие

присутствие, обилие и соотношение представителей макрозообентоса.

Среди биоиндикационных методов определения сапробности водоемов

широко применяется также метод Майера.

Данная методика подходитдля любых типов водоемов. Она более простая и имеет большое преимущество — в ней не надо определять беспозвоночных с точностью до вида. Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных приурочены к водоемам с определенной степенью загрязненности. При этом организмы-индикаторы относят к одному из трех разделов, представленных в (таблице 1.1).

Таблица 1.1

Индикаторные группы беспозвоночных животных

Обитатели чистых вод, Х	Организмы средней чувствительности, Y	Обитатели загрязненных водоемов, Z
Личинки веснянок Личинки поденок Личинки ручейников Личинки вислокрылок Двустворчатые моллюски	Бокоплав Речной рак Личинки стрекоз Личинки комаров-долгоножек Моллюски-катушки, моллюски-живородки	Личинки комаров-звонцов Пиявки Водяной ослик Прудовики Личинки мошки Малощетинковые черви

Чтобы рассчитать суммарное значение нужно отметить, какие из приведенных в (таблице 1.1) групп организмов были обнаружены в пробах. По значению суммы S (в баллах) индикаторных групп животных, оценивают степень загрязненности водоема таблица 1.2.

Таблица 1.2

Значение индекса Майера

Значение суммы,S	Класс качества воды	Сапробность водоема
>22	1 класс	олигосапробный
17-21	2 класс	олигосапробный
11-16	3 класс	бета-мезосапробный
<11	4-5 класс	альфа-мезосапробный или полисапробный

• более 22 баллов — водоем чистый и имеет 1 класс качества;

• 17-21 баллов — 2 класс качества;

• 11-16 баллов — умеренная загрязненность водоема, 3 класс качества;

• менее 11 — водоем грязный, 4 -5 класс качества [21].

Так же при помощи индекса Майера можно определить классы качества воды, всего их выделяют пять:

1 класс - экологически полноценные, могут использоваться для питья, рекреации, рыбоводства и орошения.

2 класс - экологически полноценные, имеют питьевое значение, могут

использоваться для рекреации, рыбоводства и орошения.

3 класс - экологически полноценные, могут использоваться для питья с предварительной очисткой, а также рыбоводства и орошения.

4 класс - экологически неблагополучны, имеют ограниченное применение в рыбоводстве и орошении, пригодны для технических целей.

5 класс - экологически неблагополучны, имеют техническое значение.

Простота и универсальность метода Майера дают возможность быстро оценить состояние исследуемого озера. Если проводить исследования качества воды регулярно в течение какого-то времени и сравнивать полученные результаты, то даже с использованием этих простых методов можно уловить, в какую сторону изменяется состояние озера [11].

Трофность и сапробность находятся во взаимосвязи с видовым составом и численностью обитателей водоема. Поэтому главная идея биомониторинга состоит в том, что гидробионты отражают сложившиеся в водоеме условия среды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, выпадают, заменяясь новыми видами с иными потребностями [10].

Дата добавления: 2015-07-13