Назад

В начало статьи

Теги:

исследование воды и водоемов экология загрязнение

2.                  Биологические показатели качества воды.

Известно, что чем больше видов живых организмов населяют водоем, тем он находится в наиболее благополучном экологическом состоянии. В процессе эвтрофирования водоема, в нем начинают исчезать определенные группы живых организмов и начинают доминировать особи, которые могут мириться с изменившимися условиями. Самым неблагоприятным в этом плане считается тот водоем, в котором почти отсутствует растворенный в воде кислород, который, как уже говорилось выше, расходуется в процессе разложения органических веществ при их избыточном накоплении в водоеме в процессе эвтрофирования. Вследствие снижения концентрации кислорода гибнет рыба и другие оксифильные организмы, но вместе с тем может значительно возрастать численность бактерий и некоторых простейших, а так же численность организмов, обитающих на дне, например, иловых червей.

Итак, одни организмы более чувствительны к неблагоприятным условиям, другие – менее чувствительны, поэтому наличие в водоеме чувствительных организмов указывает на хорошие качества воды, а малочувствительных свидетельствует о его загрязнении, причем каждая степень загрязнения характеризуется наличием определенной группы организмов. Такие организмы называются сапробными или индикаторными, т.к. по их наличию или отсутствию в водоеме можно не с меньшей точностью, чем физико-химический анализ определить степень органического загрязнения воды.. По степени сапробности все индикаторные организмы разделяют на поли-, мезо-, и олигосапробные, а водоемы, в которых они обитают, подразделяют соответственно на полисапробные водоемы, мезосапробные и олигосапробные. В полисапробных водоемах почти полностью отсутствует кислород. Так же для них характерно малое количество видов, и массовое развитие некоторых из них, в основном консументов. Вода таких водоемов способна к быстрому загниванию. Растения в ней отсутствуют. В мезосапробных водоемах кислород уже присутствует. Такие водоемы делятся на две группы, это альфа-мезосапробные и бетта-мезосапробные. В отличие от первой, во второй группе водоемов кислород присутствует в достаточном количестве, а население этих вод характеризуется разнообразием видов, потребляющих его. Для олигосапробного водоема характерно высокое видовое разнообразие водорослей, но численность и биомасса их могут быть незначительны. В таком водоеме присутствуют организмы, чувствительные к органическим загрязнениям, и их присутствие говорит о благополучном состоянии водоема.

Оценка качества воды малых водоемов и водотоков по организмам макрозообентоса.

Простой и между тем дающий хорошие результаты способ оценки качества вод основывается на определении количества групп организмов, населяющих водоем. Этот способ пригоден для изучения малых водоемов и водотоков. При этом не рассматривается вся фауна водоема, а изучается только наличие или отсутствие организмов макрозообентоса, как наиболее доступных для отлова и наблюдения. Данная система разработана Ф. Вудивиссом для небольшой реки Трент в Великобритании и успешно применяется в западной Европе и России.

Определение качества воды на выбранном объекте предполагает прежде всего возможно более полное знакомство с фауной дна. Наблюдения проводятся в летне-осенний период. Наиболее показательны данные, полученные в августе-сентябре, когда макрозообентос представлен большим количеством видов. Сбор материала проводится на нескольких участках водоема. На каждом из этих участков точки отбора проб выбираются с таким расчетом, чтобы охватить все основные биотопы – каменистые, песчаные, илистые грунты, заросли макрофитов. Только в этом случае можно получить достаточные сведения о фауне дна.

Для отбора проб используется сачок с таким размером отверстий, который не позволит выбраться из сачка организмам, но даст возможность путем промывания избавится от ила. С помощью такого сачка облавливают придонные слои воды и берут пробы грунта. Иногда удобно пользоваться белым ведерком объемом около 1 литра. При этом быстрым движением проводят ведерком по дну и скоплению водорослей и тут же производят учет пойманных организмов. Но в некоторых случаях ведерко не способно заменить сачка. Фауну каменистых грунтов учитывают, смывая животных с камней или же собирая их пинцетом. Песчаный грунт подвергается отмучиванию. Зачерпнутый песок перекладывают в ведро с водой и энергично перемешивают круговыми движениями. Воду быстро сливают в сачок. Процесс повторяется несколько раз, пока вода после взмучивания не будет оставаться прозрачной. Обитателей грунта так же отлавливают после промывания корней растений водоема. В любом случае знакомство с фауной дна должно быть как можно более полным.

На каждой станции в дневнике делается запись с характеристикой места отбора пробы: станция, глубина, прозрачность, грунт, температура воды и воздуха, дата.

Отобранный материал удобнее анализировать в живом виде, так как на это уходит меньше времени, но если это невозможно, то пробы фиксируют 4 %-м раствором формалина и доставляют в лабораторию. Стоит заметить, что формалин является токсичным веществом, и при работе с учащимися его использование не желательно.

Для проведения анализа, животных находящихся в небольшом количестве воды помещают в неглубокую емкость с белым и плоским дном, а затем при хорошем освещении подсчитывают число групп организмов, которых удается обнаружить. Для рассматривания мелких животных целесообразно использовать лупу. При отлавливании животных ведерком, анализ производится прямо в нем, после слива части воды. Число повторов анализа должно быть таким, чтобы с достаточной уверенностью можно было говорить о том, что обнаружены почти все группы организмов.

Под термином «группа» подразумевается систематическое положение водных животных, которое определяется без анализа их строения, что исключает необходимость проведения трудоемких таксонометрических исследований. Понятие «группа» включает отдельные виды или более крупные таксоны: все известные виды плоских червей (Plathelminthes), каждое известное семейство олигохет, все известные виды пиявок (Hirudinea) моллюсков (Mollusca), ракообразных; все известные виды веснянок (Plecoptera), поденок (Ephemeroptera), исключая Baetis rhodani; все семейства ручейников (Trichoptera); все виды личинок Megaloptera (вислокрылок), семейство Chironomidae (личинки звонцов), кроме Chironomus sp.; личинки мотыля (красные); личинки мошек (Simuliidae); все известные виды других личинок мух; все известные виды Coleoptera (жуки и их личинки); все известные виды водяных клещей (Hydracarina); все известные виды Hemiptera.

Не стоит пугаться всего многообразия приведенных здесь групп организмов. Они приведены здесь только для разрешения каких либо спорных ситуаций и для общего ориентирования т.е. «что искать». На практике же просто подсчитывается все разнообразие организмов, без определения их систематической группы. Так в случае сомнения в принадлежности организма к определенному таксону, его просто обозначают буквой или цифрой.  При этом ошибка в 1 и даже 2 группы не даст большого искажения результатов. Единственное, что требуется от исследователя, это знание в «лицо» индикаторных групп организмов, которых не так уж и много. Они приведены в таблице 2

Биотический индекс определяется следующим образом. Двигаясь сверху в низ по первой графе таблицы 2 , находят позицию, в которой указана присутствующая в пробе индикаторная («ключевая») группа. Затем во второй графе находят строку, соответствующую числу видов, имеющихся в данной группе. При этом ограничиваются определением видового разнообразия в группе по трем категориям: «Более одного вида», «Только один вид» или «Все названные группы отсутствуют». Последним этапом является нахождение биотического индекса согласно с общим числом обнаруженных «групп» в пробе.

Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 2. Биотический индекс Вудивиса для оценки загрязнения водоемов.

Полученное значение индекса Вудивиса сопоставляется с классификацией качества вод (табл. 3).

Здесь стоит отметить то, что биотический индекс позволяет довольно точно определять степень загрязнения водоемов, и при этом почти не требует материальных затрат, расходных материалов и высокой квалификации исполнителей. В то же время проведение такого исследования с учащимися дает им знания об обитателях водоема и о взаимодействии сообществ с факторами окружающей среды. Подобное исследовательское занятие может быть включено в список практических работ по биологии.