Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ОЦІНКА ЯКОСТІ ВОДИ ВОДОЙМ РИБОГОСПОДАРСЬКОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ОЦІНКА СТУПЕНЯ САПРОБНОСТІ ВОД ПО ПОКАЗОВИМ ОРГАНІЗМАМ

Санітарний стан води у водоймі може бути визначено за видовим складом і чисельністю гідробіонтів. Тому чільне місце серед методів біологічного аналізу прісних вод займає сапробіологічними аналіз, або оцінка стану прісноводних екосистем по індикаторним організмам (Додаток 1). Всі водойми можуть бути розділені умовно на три групи: чисті, помірно забруднені і надмірно забруднені.

Чисті водойми заселяють личинки веснянок, поденок, віслокри- лок і ручейників. Вони не виносять забруднення і швидко зникають з водойми, як тільки в нього потрапляють стічні води (рис. 2-5).

Помірно забруднені водойми заселяють водяні ослики, бокоплави, личинки мошок (Мокрецов), двостулкові молюски- Шарівка, бітінії, Лужанка, личинки бабок і п'явки (велика ложноконская, мала ложноконская, клепсіни). Надмірно забруднені водойми заселяють малощетинкові кольчеци (трубочники), личинки комара-звонца (мотилі) і ильного мухи (щурики).

Наприклад, безхребетні - мешканці мулу (трубочник і мотиль) - можуть зустрічатися як в чистій, так і забрудненій воді, проте їх чисельність прямо залежить від ступеня забруднення органічними речовинами. У чистих водоймах ці види зустрічаються одинично, а в сильно забруднених водоймах їх чисельність на кілька порядків вище.

У таблиці 10 представлена шкала забруднень по індикаторними таксонам.

Тварина населення малих річок і озер

Мал. 2. Тварина населення малих річок і озер:

1 - молочно-біла планарій; 2 - мала ложноконская п'явка; 3 - ложноконская п'явка; 4 - завиткова п'явка; 5 - дощовий черв'як; 6 - трубочник; 7 - волосиста; 8 - шарівка; 9 - фіза загострена; 10 - яйцеподібний прудовик; 11 - Ушкова прудовік; 12 - звичайний прудовик; 13 - прудовик малий; 14 - Лужанка справжня; 15 - рогова котушка; 16 - Бітінія щупальцевих; 17 - котушка кільова; 18 - котушка гладка; 19 - котушка кругова; 20 - циклоп

Тварина населення малих річок і озер

Мал. 3. Тварина населення малих річок і озер:

21 - дафнія; 22 - водяний ослик; 23 - бокоплав; 24 - гідракаріна ацеркус Торріс; 25 - водяний павук (самка); 26 - личинка справжньою бабки; 27 - личинка бабки коромисла; 28 - личинка бабки лютки; 29 - Плавт

Тварина населення малих річок і озер

Мал. 4. Тварина населення малих річок і озер:

30 - личинка поденки; 31 - личинка поденки Кеніс Макрурі; 32 - личинка в веснянки Перла маргината; 33 - Гладиш (клоп); 34 - гребляк малий; 35 - водомір панцирна; 36 - водяний скорпіон; 37 - личинка віслокрилки з трахейними зябрами

Тварина населення малих річок і єриків

Мал. 5. Тварина населення малих річок і єриків:

38 - ручейник; 39 - чохлик агріпнія; 40 - чохлик ручейника граммотауліу- са; 41 - чохлик стенофілакса; 42,43, 46 - чохлик лімнофілуса; 44 - чохлик колчанкі; 45 - чохлик стенофілакса ротундіпенніса; 47 - личинка великого ручейника; 48 - личинка ручейника, що не будує чехликов; 49 - форель; 50 - жовтяниця; 51 - личинка плавунца облямованого; 52 - личинка метелика ряскової огнівки; 53 - чохлик з ряски; 54 - личинка комара коретри; 55 - личинка комара-дергуна; 56 - личинка комара звичайного; 57 - личинка гедзя; 58 - личинка мулової мухи; 59 - птіхопте- ра; 60 -лічінка мокрець; 61 -лічінка мухи-львінкі

Шкала забруднень по індикаторними таксонам

Таблиця 10

індикаторні таксони

Еколого-біологічна повноцінність, клас якості води, використання

Личинки веснянок, плоскі личинки поденок, ручейник-ріакофілла

Дуже чиста. Повноцінна. Питне, рекреаційне, рибогосподарська

Великі двостулкові молюски (перловица), плаваючі і плазують ручейник-нейрекліпсіс, вілохвосткі, водяний клоп

Чистий. Повноцінна. Питне, рекреаційне, рибогосподарська, зрошення, технічне

Молюски-затворкі, горошинки, що риє личинки поденок, ручейники при відсутності рсакофілли і нейрекліп- сис, личинки бабок плосконожкі і красуні, мошки

Задовільно чиста. Повноцінна. Питне з очищенням, рекреаційне рибництво, зрошення, технічне

Шарівка, дрейсена, плоскі п'явки, личинки бабок при відсутності плосконожкі і красуні, водяний ослик

Забруднені. Неблагополучні. Обмежене рибництво, обмежене зрошення

Маса трубочника, мотиля, червоподібні п'явки при відсутності плоских, щурики, маса Мокрецов

Брудні. Неблагополучні. технічне

макробеспозвоночних немає

Дуже брудні. Неблагополучні. Технічне з очищенням

Система Колькві i ца-Марссона. Оцінка ступеня забруднення водойм по показовим організмам зазвичай проводиться за допомогою системи Кольквітца-Марссона (Kolkwitz, Marsson, 1908, 1909), яка стала основою для розробки інших систем біологічного аналізу. Вперше в 1908 р ботанік Р. Кольквітц і зоолог М. Марссон оцінювали ступінь забруднення водойм за присутністю чи відсутністю в них гідробіонтів з різним ступенем Оксифільні, чутливості до змісту в навколишній воді неразложившихся органічних речовин і продуктів їх розпаду.

Р. Кольквітц і М. Марссон були піонерами в створенні системи показових організмів для оцінки ступеня забруднення (сапроб- ності) вод, яка послужила основою багатьох наступних систем біологічного аналізу. Суть цієї системи полягає у виявленні показових організмів для оцінки ступеня забруднення (сапроб- ності) вод розкладається органічною речовиною. Р. Кольквітц і М. Марссон встановили чотири зони забруднення і дали списки видів-індикаторів, характерних для кожної з них. Списки індикаторних організмів, характерні для кожної зони забруднення, постійно уточнюються. До теперішнього часу число таких рослин і тварин перевищує 2500 видів.

Г.І. Долгов (1926), Я.Я. Нікітінський (1927), узагальнивши досвід вітчизняних і зарубіжних дослідників, внесли деякі зміни в списки Кольквітца-Марссона. Ці списки в скороченому вигляді призводять В.І. Жаднюг і А.Г. Родина (1950). Лібман (Liebman, 1951, 1962) провів ревізію системи Кольквітца-Марссона і опублікував перелік показових видів з описом екологічних умов, в яких, ці види зустрічаються. Над уточненням списків видів індикаторів працювали Обр (ОЬг, 1956), Діттмар (Dittmar, 1959), Зелінка, Марван і Кубічек (Zelinka, Marvan, Kubicek, 1959), Зелінка і Марван (Zelinka und Marvan, 1961), Зелінка і Сладечек ( Zelinka, Sladccek, 1964), Сладечкова і Сладечек (Sladeckova und Sladecek, 1966), Бик і Кунце (Bick und Kunze, 1971), Сладечек (Sladecek, 1969) та інші дослідники (Макрущін, 1974).

За шкалою Кольквітца-Марссона, водойми або їх зони в залежності від ступеня забруднення органічними речовинами підрозділяються на полі, мезо- і олігосапробной.

Полісапробной води характеризуються майже повною відсутністю вільного кисню, наявністю у воді неразложившихся білків, значних кількостей сірководню, діоксиду вуглецю, метану й аміаку, відновлювальних характером біохімічних процесів. Крім того, вони характеризуються великою кількістю складних біохімічних з'єднань. У цих водах інтенсивно протікають процеси редукції і розпаду, при яких в мулі утворюються сірчисте залізо і сірководень. Такі води здатні до швидкого загнивання.

Населення полісапробной вод характеризується малим видовим розмаїттям, але окремі види можуть досягати великої чисельності. Основу населення складають сапрофітні бактерії, чисельність яких сягає багатьох сотень мільйонів клітин в 1 мл води. Рослини відсутні. Численні безбарвні жгутикові і гриби. З більш високо організованих форм тут зустрічаються олігохети Tubifex tubifex і личинки Eristalis tehax. Число видів, що мешкають в полісапробной водах невелика, але розвиваються вони у величезних кількостях. Надійними показниками полісапробной вод є багато бактерій ( Sphaerotilus natans, Thiopoycjccus ruses і ін.) І гриби. Спільноти бактерій, грибів і найпростіших, що розвиваються при сильному органічному забрудненні, утворюють слизисті обростання. Деякі дослідники називають такі біоценози «грибом» стічних вод.

У мезосапробні водоймах забруднення виражена слабше: нераз ложівшіхся білків немає, сірководню і діоксиду вуглецю трохи, кисень присутній в помітних кількостях; проте в воді є ще такі слабоокісленние азотисті сполуки, як аміак, амінокислоти і амідокіслоти. У мезосапробні водах сірководень відсутній, діоксиду вуглецю мало, кількість кисню близько до величини нормального насичення, розчинених органічних речовин практично немає. Основну групу якісно бідного населення складають сапрофітні бактерії, кількість яких досягає багатьох десятків мільйонів клітин в 1 мл води. Велике поширення мають безбарвні жгутикові, гриби, інфузорії. У цій зоні зустрічаються коловертки, деякі представники зелених і синьо-зелених водоростей. У донних відкладах в великих кількостях мешкають олігохети з сімейства Tubificidae і личинки комара Chironomus plumosus.

Мезосапробні води (зони водойм) поділяються на а- і Р-мезосапробні. У а-мезосапробні водоймах (зонах), що займають проміжне положення між полісапробной і р-мезосапробні, розпад органічних речовин відбувається вже в присутності невеликої кількості кисню в полуанае- робном умовах і відбувається він у напрямку окіслітельновосстановітельние процесів. Тому в воді є аміак, амино- і амідокіслоти, сірководень, двоокис вуглецю. Води цієї зони здатні загнивати, в них живуть бактерії (сотні тисяч в 1 мл), найпростіші: інфузорії і зелені жгутикові (Cladomonas fruticulosa, Podophrya ), гриб Mucor , синезелениє водорості ( Oscillatoria ), деякі коловертки (Brachionus plicatilis, Br. Calyciflorus, Philodina), молюск Sphaerium corneum, рачок Asellus aquaticus, личинки двокрилих ( Chironomus plumosus, Culex pipiens,

Eristalis tenax), черви, личинки мух. Потреба організмів в кисні незначна. Квіткові рослини відсутні або зустрічаються в малих кількостях. Зміна спільнот, як і в полісапроб- ної зоні, часто протікає катастрофічно.

Для а-мезосапробні вод характерно енергійне самоочищення. У ньому беруть участь і окисні процеси за рахунок кисню, що виділяються хлорофіллоноснимі рослинами, серед яких зустрічаються не тільки синезелениє, але і діатомові і зелені водорості. Великою чисельністю володіють гриби і бактерії, що досягають сотень тисяч в 1 см 3 . Можуть жити невимогливі до кисню види риб. Сільські ставки, рови і канави на полях зрошення зазвичай містять а -мезосапробная води.

Наступна, Р-мезосапробні підзона, характеризується присутністю аміаку і продуктів його окислення - азотної і азотистої кислоти. Відрізняється від попередніх переважанням окислювальних процесів над відновними. Завдяки інтенсивному фотосинтезу численних рослин влітку води бувають перенасичені киснем. У воді є аміак, нітрити, нітрати, трохи вуглекислоти, може бути в незначних кількостях сірководень, амінокислот немає, сірководень зустрічається в незначних кількостях, кисню у воді багато, мінералізація йде за рахунок повного окислення органічної речовини. Вміст органічних речовин мізерно. Вода чистіша і не загниває. В Р-мезосапробні водах процеси самоочищення протікають менш інтенсивно, ніж в а-мезосапробні. Видове різноманіття мешканців цієї підзони набагато вище, ніж в попередній, але чисельність і біомаса організмів нижче. У цих водах різноманітно представлені рослинні організми (особливо діатомові, зелені, синьо-зелені водорості), розвиваються квіткові рослини (роголістникі і ін.) І тварини (інфузорії, численні коловертки, нижчі ракоподібні, комахи, молюски і риби). Як приклад таких вод можна привести нормально очищені літні води полів зрошення.

Олнгосапробная зона повністю вільна від забруднення і зазвичай перенасичена киснем. У ній мало вуглекислоти, немає аміаку, сірководню, нітритів, але можуть бути нітрати як кінцеві продукти окислювальних біохімічних процесів мінералізації органічної речовини. Сполуки металів знаходяться в окисних формах. Вода не загниває. Вміст у ній бактерій незначно-десятки - сотні в 1 мл. Що мешкають організми характеризуються великою потребою в кисні. Населення найрізноманітніше у видовому відношенні, але кількісно значно біднішими, ніж в попередніх зонах. У цих водоймах живуть і розмножуються різні види водоростей, особливо Melosira italica, Drapamaldia glomerata і D. plumosa, губки, коловертки, мшанки, ветвістоусие рачки, личинки поденок, веснянок, молюски, риби (форель, гольян, стерлядь і ін.), Багато квіткових рослин. У числі індикаторів олі- госапробних вод можна назвати ветвістоусих рачків ( Bythotrephes longimanus, Daphnia longispira) і молюска Dreissena polymorpha. Це практично чисті води великих озер.

Іноді виділяють ще четверту групу індикаторних організмів, так званих катаробов, що живуть в абсолютно чистій холодній воді з великим вмістом кисню. Відповідно до цього виділяється в водоймах і катаробная зона. Однак практично це пропозиція виявилася нежиттєвим.

Характеристика якості води по сапробности давала дуже хороші результати, коли в водойми в основному надходили господарсько-побутові стічні води і води, близькі до них за складом, що несуть головним чином органічні легко руйнуються речовини. В даний час система оцінки якості води по сапробности вже недостатня в зв'язку з надходженням у водойми надзвичайно різноманітних забруднень. Тому система Кольквітца-Марссона непридатна в разі забруднення водойми промисловими стоками (Hynes, 1960). Її використання на швидко поточних річках і на стоячих водоймах призводить до різних оцінок (Zimmermann, 1961). Встановлюються градації на сапробности тим сумнівні, чим менше забруднений водойму (Elster, 1966). Межі між зонами сапробності з хімічної точки зору невизначені. Оскільки багато індикаторів сапробності мають обмежене поширення, в європейській частині Російської Федерації система Кольквітца-Марссона повинна застосовуватися з поправками (Вислоух, 1916; Шкорбатов, 1926, 1928; Хохолкі- на, 1939; Смирнова, 1965), а для Сибіру і Далекого Сходу вона малопридатна (Жаднюг, 1964, 1967). Мабуть, найбільш суще Таблиця II

Класифікація вод за ступенем забрудненості (по сапробності)

критерії

Класифікація вод за ступенем забрудненості (по сапробності)

Низька загрязнен- ність (олиго- сапроби)

Середня

забрудненість

висока

забрудненість

(Полісапроби)

Р-мезасо-

проби

а-мезасо-

проби

Зміст 0 2

8 мг / л

6 мг / л

2 мг / л

<2 мг / л

БСК5

1 мг / л

2-6 мг / л

7-13 мг / л

15 мг / л

кількість

планктону

мале

велике

середнє

мале

кількість риби

мале

велике

середнє

Відсутнє

видовий склад

Аеробні бактерії, водорості, коловертки, планарії, ікра, лосось

Ниткоподібні бактерії, водорості, креветки, равлики, різноманіття видів риб

Анаеробні бактерії, синьо-зелені водорості, найпростіші, п'явки, мало видів риб

Синьо-зелені

водорості,

найпростіші,

гриби,

відсутність риб

жавного недолік цієї системи - її громіздкість і складність практичного застосування (Wilber, 1969). Детальна обробка проб - необхідна умова використання системи Кольквітца- Марссона - вимагає багато часу і кваліфікованих фахівців з систематики водної фауни і флори. По відношенню до ступеня забруднення вод органічними речовинами у організмів спостерігається значна екологічна пластичність. Тому гідробіонти як індикатори використовуються лише при масовому їх розвитку у водоймі (Макрушин, 1974).

Оцінка ступеня забруднення водойм по показовим організмам за допомогою системи Кольквітца-Марссона стала основою для розробки інших систем біологічного аналізу. Багато труднощі при практичному використанні системи Кольквітца-Марссона привели до неодноразових пропозицій щодо її удосконалення. Удосконалення системи Кольквітца-Марссона насамперед йшло шляхом її розширення і уточнення показників забруднення. У систему Кольквітца-Марссона в міру її експлуатації постійно вносилися зміни, найбільший внесок в її удосконалення внесли Р. Пантле і Буккі (1955), Зелінка і Марван (1961), Сладенек (1967), Ротшайн (1977).

 
<<   ЗМІСТ   >>