5.3.4. Биоиндикаторные методы мониторинга загрязнения природных вод

Биоиндикаторные методы мониторинга загрязнения гидросферы основаны на зависимости видового состава и численности обитателей водоема от свойств воды. Те виды, для которых эти условия неблагоприятны, заменяются новыми видами с иными потребностями.

Загрязненные органическими стоками воды называют сапробными. По степени загрязненности вод органическими веществами водоемы классифицируют на [3]:

▫ полисапробные, содержащие большое количество органических веществ и отличающиеся отсутствием кислорода, в них происходит расщепление белков и углеводов;

▫ мезосапробные, в которых нет неразложившихся белков, есть сероводород, диоксид углерода и кислород, происходит минерализация органических веществ. Эти воды разделяются на:

- альфа- мезосапробные, содержащие органические вещества, аммиак и аминосоединения в умеренных количествах при малом количестве кислорода;

- бета- мезосапробные с малым содержанием органических загрязнителей, умеренным содержанием аммиака, азотной и азотистой кислот, при большом количестве кислорода;

▫ олигосапробные водоемы практически не содержат растворенных органических веществ, в них много кислорода, вода чистая.

В биоиндикаторных методах могут использоваться растительные или животные организмы. Для оценки загрязнения водных объектов по состоянию сообщества организмов используется ряд методов, базирующихся на двух основных принципах: индикаторном значении видов и видовом разнообразии сообщества. Класс вод определяется по совокупности данных о состоянии зообентоса, фитопланктона, зоопланктона и бактериопланктона.

Рассмотрим методы, основанные на использовании в качестве индикаторов водорослей. Проведение мониторинга загрязнения гидросферы биоиндикаторными методами, в зависимости от видов используемых водорослей, начинается с отбора проб на поверхности (перифитон), в толще (планктон) воды или на дне (бентос) водоема. Так как большинство водорослей – микроскопические организмы, для изучения отобранных проб необходим микроскоп, с помощью которого определяется состав видов водорослей, обилие отдельных видов – индикаторов. Затем подсчитывается общее число встреченных видов и по пятибалльной шкале - обилие каждого вида, делается вывод о преобладании определенных видов.

В полисапробной зоне водоема наблюдается обилие инфузорий и бактерий, видов водорослей немного: это хлорелла, политома и некоторые виды хламидомонад. При этом численность водорослей может быть высокой. Ситуация характерна для мест сброса органических стоков и мест их гниения.

В мезосапробной зоне видовое разнообразие водорослей большое. При этом в бета- мезосапробной зоне количество видов водорослей больше, чем в альфа- мезосапробной, но их численность может быть ниже.

В альфа- мезосапробной зоне, например у сбросов очищенных вод городской канализации, распространены водоросли планктона и обрывки водорослей бентоса. В застойных местах загрязненных водоемов иногда встречаются водоросли энтороморфы, или кишечницы, часто вместе с хлопьями осциллатории, отличающейся грязно-сине-зеленой окраской.

Бета- мезосапробные водоемы наполнены многими гидробионтами. В планктоне преобладают диатомеи, в составе бентоса и перифитона обычна самая крупная водоросль кладофора. Также встречаются плавающие в виде тины хлопья спирогидры, зигнемы и ядовитая сине-зеленая водоросль микроцистис. Для данных водоемов характерно умеренное загрязнение.

В олигосапробной зоне, характерной для чистых родников, ручьев и верховых болот водоросли разнообразны, но их численность невелика [3].

Для определения загрязнения вод минеральными веществами используют различную чувствительность к ним организмов.

Таблица 8

Анализ видового и численного состава населения водоема с использованием рядов токсичности позволяет предположить вид и уровень его химического загрязнения. Например, отсутствие в водоеме грибков, рыб и млекопитающих при наличии водорослей, цветущих растений и кольчатых червей, скорее всего, указывает на его загрязнение ионами серебра.