Биоиндикационные методы определения занрязнений водоемов по комплексу беспозвоночных

    Биологическое исследование стоячих водоемов, как  правило, интерпретируется более легко. Здесь, прежде всего, необходимо проведение комплексных исследований с тем, чтобы иметь более полное представление о состоянии водоема. Чем крупнее исследуемый водоем, тем большее количество разнообразных станций надо выбирать по его периметру.

    Почти любое использование воды влияет на ее качество. Использованная вода обычно возвращается в реки или отстойники для восстановления. Это может оказать нежелательное влияние на жизнь, если использованная вода будет сильно отличаться от естественной.

      Сообщества  зообентоса являются мониторными протекающей над ними воды, поскольку достаточно стабильно связаны с определенными биотопами в течение длительных отрезков времени, а загрязнения в наибольшей степени концентрируются в придонных слоях воды.

      Общепринято, что оценка степени загрязнения водоемов по показательным организмам и их видовому разнообразию более объективна. Однако для оценки качества воды необходимо учитывать и региональную оценку. 

      Количество  участков реки, выбираемых для обследования, определяется целями работы. При исследовании качества воды на всем протяжении водотока места отбора проб выбирают через равные интервалы от истока до устья.

      При выборе участков отбора проб следует  учитывать ряд условий. На них  не должно быть мелководий с густой водной растительностью, а также затонов с застойной водой. И в том, и в другом случае донное население может значительно отличатся от такового на участках реки с нормальной скоростью течения воды.

      Очень важно, чтобы в пробах на каждом из обследованных участков были представлены донные организмы различных биотопов: илистых, песчаных и каменистых грунтов. Чем разнообразнее участок по числу местообитаний, тем число  проб должно быть больше. Но и на участках с однообразным дном число проб должно быть не менее трех.

      Пробы грунта с обитающими в нем донными  организмами отбирают с помощью  специальных ловушек: закидной драги  и сачкового скребка.  

    Оценка  качества воды рек  и озер по биотическому индексу.

    О чистоте воды природного водоема можно судить по видовому разнообразию и обилию животного населения. Показателем качества воды может служить биотический индекс, который определяется по количеству ключевых и сопутствующих видов беспозвоночных животных, обитающих в исследуемом водоеме. Самый высокий биотический индекс определяется числом 10, он отражает качество воды экологически чистых водоемов, вода которых содержит количество биогенных элементов и кислорода, в ней отсутствуют вредные газы и химические соединения, способные ограничить обитание беспозвоночных животных.

    Для определения биотического индекса  необходимо взять пробу воды из водоема  с помощью водного сачка. В  исследуемой пробе определяют ключевые виды и группы сопутствующих видов. Под группой сопутствующих видов в одних случаях понимают род, или семейство, или класс беспозвоночных, в других - каждый вид.

    Определив количество групп и число ключевых видов, находим в таблице вертикальный столбец и горизонтальную графу  и на их пересечении определяем биотический индекс (табл.2.). Эта цифра и будет показателем биотического индекса данного водоема. Существенным дополнением к биотическому индексу может стать определение численности особей ключевых видов. Чем больше число особей ключевого вида, тем экологически чище водоем. Единичные особи ключевых видов свидетельствуют об ухудшении условий жизни. В оценку БПИ включены только  виды и группы организмов, которые имеют значение для оценки качества воды.

Таблица 2. 

Соответствие  между типами водотоков, классами качества воды и биотическим индексом (БПИ). 

 

    По  полученным значениям БПИ определяют санитарно-экологический тип водотока и класс качества вод, принятый в  системе Общегосударственной службы наблюдений и контроля (табл.3). 
 

                                                                  Таблица 3. 

Перерасчет  результатов количественного  учета на значение частоты 
 

 
 
 

    Простота  расчета БПИ за счет исключения из анализа некоторых групп, позволяет  получить экспресс-информацию о качестве воды, как в лабораторных, так  и в экспедиционных условиях. 

    Определение сапробности водоема  по методу Пантле и  Букка.

    В 1955г. выходит работа Пантле и Букка (по Макрушину, 1978), в которой они характеризуют степень загрязнения индексом сапробности (S). Индикаторную значимость (s) они приняли у олигосапробов за 1, бета-мезосапробов за 2, бета-мезосапробов за 3 и полисапробов за 4. Относительное количество особей вида (h) оценивается следующим образом: случайные находки – 1, частая встречаемость 3 и массовое развитие – 5.

    Данный  метод позволяет сравнить состояние  водоема в разных пунктах, например по продольному профилю реки, и  представить результаты в цифровом и графическом виде. Зонам сапробности s придается цифровое значение от 1 до 4 в порядке возрастания загрязнения. Определяется также частота встречаемости h организмов в сообществе. Обе величины входят в формулу для вычисления индекса сапробности:

    Ind s=S (sh) / (S h).

    В полисапробной зоне он равен – 4,0-3,5, в бета-мезосапробной –3,5-2,5 в бета-мезосапробной зоне – 2,5-1,5 и в олигосапробной зоне 1,5-1,0.

    Частоту встречаемости учитывают по девятибалльной шестиступенчатой шкале частот со следующими обозначениями: 1-очень редко, 2-редко, 3-нередко, 5-часто,7-очень часто, 9-масса. Кроме того, вводятся понятия «обнищание» и «мертвая» зона, что особенно характерно для промышленных стоков. Интервал точности для статистической надежности 95 %.

    S=s±t_0,05s_S=2,51±2,02*0,1;

    S=2,51±0,2.

    Обычно  индекс сапробности вычисляется  с точностью до 0,1.

    Однако  многие виды-индикаторы встречаются  в водах 2, 3 или 4-х зон сапробности, что является причиной неточности при  установлении средней сапробности  биоценоза.

    По  мнению Насибулиной Б.М. (Астраханский государственный университет): «метод Пантле-Букка дает более надежную информацию в районах, испытывающих влияния загрязнений органического характера, поэтому для объективной оценки загрязненности его целесообразно применять совместно с другими методами». 
 

    Индекс  Вудивисса.

    Этот  метод является наиболее удачным  для биологического анализа качества воды по составу донных ценозов. Он рекомендуется для использования  в Общегосударственной системе биомониторинга. Этот метод базируется на анализе макрозообентоса и перифитона главным образом в зоне макрофитов. Индекс определяют по таблице. Значение индекса зависит от видового разнообразия и состава организмов. В таблице указана последовательность исчезновения из биоценозов организмов по мере увеличения загрязнения.

    Индекс  изменяется от 10 в чистых водоемах до 1 в загрязненных (табл.4).

 

                                                                                                         

                                                                                                         Таблица 4.

Классификация биологических проб по Вудивиссу.