Определение уровня сапробности воды по комплексу индикаторных видов. Сапробность воды
сапробность вод - это... Что такое сапробность вод?
сапробность вод
Загрязненность водных объектов разлагающимися органическими веществами.
Словарь по географии. 2015.
- сапробионт
- сапропелит
Смотреть что такое "сапробность вод" в других словарях:
САПРОБНОСТЬ — (от греч. sapros гнилой), физиолого биохимич. свойства организма (сапробионта), обусловливающие его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органич. веществ, поступающих в водоёмы преим. с хозяйственно бытовыми сточными водами.… … Биологический энциклопедический словарь
сапробность — характеристика водного источника, отражающая количество органического вещества в воде. Понятие «С.» сформулировано и разработано для внутренних водоемов. По степени загрязненности вод органическими веществами их делят на олигосапробные (с малым… … Словарь микробиологии
Сапробность — 40. Сапробность Способность водных организмов обитать в воде, содержащей различное количество органических веществ Источник: ГОСТ 27065 86: Качество вод. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сапробность — комплекс физиолого биохимических свойств организма, обусловливающий его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, т. е. с той или иной степенью загрязнения. Понятие «С.» сформулировано основоположниками… … Большая советская энциклопедия
САПРОБНОСТЬ — комплекс физиолого биохимических свойств организма, обусловливающий его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, т. е. с той или иной степенью загрязнения. С. оценивается загрязненностью вод органическими… … Словарь ботанических терминов
ГОСТ 27065-86: Качество вод. Термины и определения — Терминология ГОСТ 27065 86: Качество вод. Термины и определения оригинал документа: 28. Агрессивность воды Способность воды и растворенных в ней веществ разрушать путем химического воздействия различные материалы Определения термина из разных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Загрязненность вод — Для оценки качества воды в реках и водоёмах их разделяют по загрязнённости на несколько классов. Классы основаны на интервалах индекса загрязнённости воды (ИЗВ), представляющий собой агрегированный показатель, основанный на нескольких факторах,… … Википедия
Загрязнённость вод — Для оценки качества воды в реках и водоёмах их разделяют по загрязнённости на несколько классов. Классы основаны на интервалах индекса загрязнённости воды (ИЗВ), представляющий собой агрегированный показатель, основанный на нескольких факторах,… … Википедия
БИОИНДИКАТОРЫ — (от био... и лат. indico указываю, определяю), организмы, присутствие, количество или особенности развития к рых служат показателями естеств. процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Мн. организмы весьма чувствительны и… … Биологический энциклопедический словарь
Порядок Лептомитовые (Leptomitales) — Родственно близки к сапролегниевым грибам водные лептомитовые грибы, из которых наиболее известен род лептомитус (Leptomitus). Мицелий этих грибов очень тонкий (значительно тоньше, чем у сапролегниевых), он ветвится и по всей длине имеет… … Биологическая энциклопедия
geography_ru.academic.ru
Изменения водных экосистем при антропогенном загрязнении. Понятия сапробности и токсобности
Понятие «качество воды» подразумевает комплексную оценку, которая включает гидрохимические и гидробиологические характеристики. В настоящее время продолжает использоваться традиционный подход к оценке качества воды, основанный на определении только ряда химических показателей (см. таблицу). Это не позволяет оценить изменения в водной экосистеме, оценить степень ее нарушенности, выяснить механизм нарушения и дать прогноз дальнейшего изменения в экосистеме. Такие задачи можно решить, используя методы биоиндикации.
В водоемах с наиболее «чистой»* водой, содержащей низкие концентрации биогенных и органических веществ, количество видов гидробионтов и их обилие обычно ниже, чем в тех водоемах, где органические вещества, соединения азота и фосфора присутствуют в умеренных концентрациях. Для многих водных организмов, обитающих в мезо- и эвтрофных водах, умеренный уровень загрязнения является нормальным состоянием среды обитания. Часть таких видов вполне может служить индикаторами загрязнения воды органическими и биогенными веществами. Другая часть видов, обитающих в узких пределах условий окружающей среды, не выдерживают даже небольшого загрязнения и исчезает — такие виды являются хорошими индикаторами низких уровней загрязнения.
Сапробность — характеристика водоема, показывающая уровень его загрязненности органическими веществами и продуктами их распада. По нарастанию количества органических веществ различают водоемы олигосапробные (практически незагрязненные), бета-мезосапробные (слабо или умеренно загрязненные), альфа-мезосапробные (загрязненные) и полисапробные — сильно загрязненные органикой (табл. 28). Как правило, высокие концентрации органических веществ в водоемах вызываются сбросом в них сточных вод бытового и сельскохозяйственного происхождения. Под сапробностью какого-либо вида животных или растений понимают его способность обитать в воде с соответствующим уровнем органического загрязнения.
БПК — биохимическое потребление кислорода. Показатель степени загрязнения воды органикой. Это количество кислорода, необходимое микроорганизмам для окисления содержащихся в воде органических веществ (чем больше в воде органики, тем больше кислорода требуется на ее окисление).
Coli-индекс — количество кишечных палочек, один из показателей бактериального загрязнения.
Таблица 28
| Степень сапробности | Состояние водоема | Класс качества воды | Аммо-нийный азот, ммг/л | Азот нитра-тов, мг/л | Фосфаты, мг/л | Кислород (%на-сыще-ния) | ББПК, мг/л | Coli-индекс (клеток на мл) |
| Олигосапробная зона | Чистое | 1-2 | <<0,04 | | <0,05 | 90-100 | 0-3,3 | < 50 |
| Бетамезосапробная зона | Умеренно загрязненное | 3 | 0,04-0,08 | 0,03-0,05 | 0,05-0,07 | 80-90 | 3,3-5 | 50-100 |
| Альфамезосапробная зона | Загрязненное | 4 | 0,08-1,5 | 0,05-1,0 | 0,07-0,1 | 50-80 | 5-7,7 | 100-1000 |
| Полисапроб-ная зона | Грязное, очень грязное | 5-6 | 1,5-5,0 | 1,0-8,0 | | 5-50 | 7,7-10 | 1000-20000 |
По мере поступления органических и биогенных веществ происходит постепенное изменение химического состава воды, видового состава гидробионтов, происходит перестройка структуры и функций экосистемы в целом. В начале процесса загрязнения изменения в экосистеме незначительны и обратимы. В дальнейшем экосистема увеличивает свою способность к переработке поступающих веществ, но до определенного предела. Его превышение приводит к деградации и полному разрушению экосистемы.
От олигосапробной к полисапробной зоне ухудшаются многие важные для водных обитателей показатели: уменьшается содержание растворенного в воде кислорода, необходимого для дыхания гидробионтов, нитраты превращаются в более токсичные нитриты и аммонийные соединения. Сульфаты переходят в сульфиты и далее в сульфиды вплоть до образования сероводорода. При этом уменьшается количество видов живых существ, требовательных к содержанию кислорода, вплоть до полного их исчезновения. В то же время виды, способные выдержать изменение химического состава воды и недостаток кислорода, могут даже увеличить свою численность за счет притока питательных веществ и исчезновения конкурентов.
Этот процесс называется антропогенным эвтрофированием водоема.
По мере дальнейшего загрязнения ситуация ухудшается: исчезает все больше видов, нарушаются пищевые связи, нарушаются круговороты веществ и использование энергии в системе. Снижается устойчивость экосистемы, ее способность к переработке веществ и «самоочищению», экосистема деградирует. По разнообразию отмеченных в водоеме видов-индикаторов и их обилию определяют уровень сапробности водоема
Попадание в водоем токсичных веществ вызывает, как правило, процессы деградации экосистемы, выраженность которых зависит от свойств токсиканта, его концентрации, степени разбавления, скорости разложения токсичного вещества, времени воздействия и ряда других причин. К токсичным веществам относятся соединения тяжелых металлов (прежде всего ртути, свинца, кадмия, меди, цинка, олова и хрома), хлорорганические, фосфороорганические и другие пестициды, нефть и продукты ее переработки, синтетические поверхностно-активные вещества, кислоты, фенолы и другие соединения.
Комплексная характеристика качества воды, характеризующая ее загрязненность токсичными веществами, — токсобнось.
Подчеркивая всю важность биоиндикационных методов исследования, необходимо отметить, что биоиндикация предусматривает выявление уже состоявшегося или происходящего загрязнения окружающей среды по функциональным характеристикам особей и экологическим характеристикам сообществ организмов. Постепенные же изменения видового состава формируются в результате длительного отравления водоема, и явными они становятся в случае в случае далеко идущих изменений.
Видовой состав живых организмов из загрязняемого водоема служит итоговой характеристикой токсикологических свойств водной среды за некоторый промежуток времени и не дает ее оценки на момент исследования.
При сбросе в водоем токсических веществ, содержащихся в промышленных сточных водах, происходит угнетение и обеднение фитопланктона. Каждая группа организмов в качестве биологического индикатора имеет свои преимущества и недостатки, которые определяют границы ее использования при решении задач биоиндикации.
При обогащении водоемов биогенными веществами, содержащимися, например, в бытовых стоках, значительно повышается продуктивность фитопланктона.
Планктон - совокупность живых обитателей водоема, не способных активно передвигаться или медленно передвигающихся, но не противостоящих токам воды.
Фитопланктон - совокупность растительных организмов водоема, не способных активно передвигаться, - важнейший компонент водных систем, активно участвует в формировании качества воды и является чутким показателем состояния водных экосистем и водоема в целом.
Водорослям принадлежит ведущая роль в индикации изменения качества воды в результате эвтрофирования (заболачивания) водоема.
Зоопланктон также достаточно показателен как индикатор эвтрофирования и загрязнения (в частности органического и нитратного) вод. Кроме этого, среди зоопланктона встречаются и представители патогенной фауны, ограничивающей использование водного объекта в целях водоснабжения.
Простейшие являются высокочувствительными индикаторами сапробного состояния водоемов.
Значение макрофитов (высшая водная растительность) наиболее существенно при предварительном гидробиологическом осмотре водных объектов. При загрязнении водоемов изменяется видовой состав, биомасса и продукция макрофитов, возникают морфологические аномалии, происходит смена доминантных видов, обусловливающих особенности ценоза. Данные по ихтиофауне важны при оценке состояния водного объекта в целом и, особенно при определении допустимых уровней загрязнения водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение.
Различные виды живых существ показывают, чем загрязнена окружающая среда. Какой бы совершенной ни была современная аппаратура, она не может сравниться с "живыми приборами", реагирующими на те или иные изменения, отражающие воздействие всего комплекса факторов, включая сложные соединения различных ингредиентов.
Бурное развитие сине-зеленых водорослей - хороший индикатор опасного загрязнения воды органическими соединениями.
Лучший индикатор опасных загрязнений - прибрежное обрастание, располагающиеся на поверхностных предметах у кромки воды. В чистых водоемах эти обрастания ярко-зеленого цвета или имеют буроватый оттенок. Для загрязненных водоемов характерны белые хлопьевидные образования. При избытке в воде органических веществ и повышения общей минерализации обрастания приобретают сине-зеленый цвет, так как состоят в основном из сине-зеленых водорослей. При плохой очистке фекально-бытовых сточных вод обрастания бывают белыми или сероватыми. Как правило, они состоят из прикрепленных инфузорий (сувойки, кархезиум и др.) Стоки с избытками сернистых соединений могут сопровождаться хлопьевидными налетами нитчатых серобактерий-теотриксов.
| Водяной лютик | Обыкновенная ряска (Lemna minor) | |
| | Печеночники | |
Скопление спирогиры в водоёме
Таблица 29
Шкала загрязнений по индикаторным таксонам
| Индикаторные таксоны | Эколого-биологическая полноценность, класс качества воды, использование |
| Личинки веснянок, плоские личинки поденок, ручейник - риакофилла | Очень чистая. Полноценная Питьевое, рекреационное, рыбохозяйственное. |
| Крупные двустворчатые моллюски (перловица), плавающие и ползающие ручейник-нейреклипсис, вилохвостки, водяной клоп | Чистая. Полноценная Питьевое, рекреационное, рыбохозяйственное, орошение, техническое. |
| Моллюски-затворки, горошинки, роющие личинки поденок, ручейники при отсутствии реакофиллы и нейреклипсис, личинки стрекоз плосконожки и красотки, мошки | Удовлетворительно чистая. Полноценная. Питьевое с очисткой, рекреационное рыбоводство, орошение техническое. |
| Шаровки, дрейсена, плоские пиявки, личинки стрекоз при отсутствии плосконожки и красотки, водяной ослик | Загрязненные. Неблагополучные. Ограниченное рыбоводство, ограниченное орошение |
| Масса трубочника, мотыля, червеобразные пиявки при отсутствии плоских, крыски, масса мокрецов | Грязные. Неблагополучные. Техническое. |
| Макробеспозвоночных нет | Очень грязные. Неблагополучные. Техническое с очисткой |
studfiles.net
Определение уровня сапробности воды по комплексу индикаторных видов
Гидробиологическим сачком, сильными взмахами был произведен облов прибрежной поверхности водоема в нескольких (4-5) местах, далее попавших в сачок животных перенесли в литровую банку, наполненную водой до половины ее высоты.
Затем, с помощью того же сачка были проведены "кошения" в толще воды, выбирались места с разреженными зарослями водных растений, пойманных животных также пересадили в банку. Дополнительно на исследование были взяты плотные скопления водных растений, которые, не вынимая из сачка, тщательно перебирались. Всех обнаруженных животных поместили в отдельную банку с водой.
Используя гидробиологический сачок , было взято 8-10 проб со дна водоема, при этом каждый раз промывая на сите донный грунт, внимательно выбирали попадающихся животных и отсаживали их в кювету с водой (из этого же водоема).
Группой было произведено предварительное общее определение обнаруженных в пробах животных при помощи таблиц-рисунков. Для некоторых животных более точное определение (до вида) можно было осуществить по соответствующим определительным ключам, приведённым в методической литературе. Если в результате определения были выявлены виды-индикаторы, по таблице-рисунку выясняли характерные для мест их обитания (типичные) классы сапробности воды . Полученные для отдельных видов значения сложили и рассчитали среднее значение класса сапробности воды в исследуемом водоёме.
Приведённый способ позволяет произвести только приблизительную оценку класса пробности.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛАССА ЧИСТОТЫ ВОДЫ ПО МОЛЛЮСКАМ
С помощью гидробиологического сачка берут по 4 пробы донного грунта и растений из водоёма. Далее подсчитывают число визуально различающихся «форм” моллюсков, в этих 8-и пробах. Добавляя по 2(одна – со дна, вторая – с растений) пробы, подсчитывают каждый раз новое суммарное число «форм” моллюсков и заносят в “Формуляр 1” названия видов. В полученном списке выделяют виды, для которых установлена приуроченность к определённым значениям уровня сапробности воды (S), и в колонке ”2’’ формуляра проставляются соответствующие индексы. Для этих видов подсчитывают число особей (h) и заносят в колонку ”3”. По каждому из видов вычисляют произведения S*h и проставляют в колонке ”4”. Находят суммы значений по колонкам ”3” и “4”. Для определения среднего значения уровня сапробности воды в исследуемом водоёме необходимо сумму по колонке ”4” разделить на сумме по колонке “3”.
Средние уровни сапробности распределяются по “Классам чистоты воды” cледующим образом:
Формуляр для регистрации моллюсков
| Класс чистоты | Уровень (диапазон) сапробности | Степень сапробности | Степень органического загрязнения |
| I | 1,0-<1,5 | олигосапробная | не загрязнённый – до очень слабого загрязнения |
| I -II | 1,5<1,8 | слабо заглязнённый | |
| II | 1,8-<2,3 | β-мезосапробная | умеренно загрязнённый |
| II- III | 2,3-<2,7 | критически загрязнённый | |
| III | 2,7-<3,2 | α-мезосапробная | сильно загрязнённый |
| III -IV | 3,2<3,5 | очень сильно загрязнённый | |
| IV | 3,5-4,0 | полисапробная | чрезмерно сильно загрязнённый |
ПРИУРОЧЕННОСТЬ МОЛЛЮСКОВ К УРОВНЯМ САПРОБНОСТИ ВОДЫ В ТИПИЧНЫХ МЕСТАХ ОБИТАНИЯ:
| 1. | Theodoxus fluviatilis (Linne) - Лунка речная | 1,5 |
| 2. | Valvalta piscinalis (O.FMull/) – Затворка обыкновенная | 2,2 |
| 3. | Viviparus connectus (Mil.) – Живородка болотная | 2,5 |
| 4. | V. viviparus (L.) – Ж. речная | 2,0 |
| 5. | Bithynia tentaculata (L.) – Битиния щупальцевая | 2,5 |
| 6. | Acroloxis lacustris (L.) - Озерная чашечка | 2,0 |
| 7. | Lymnaea glutinosa (O.F.Mull.) – Улитка плащеносная | 3,3 |
| 8. | L. auricularia (L.) – Прудовик ушковатый | 3,0 |
| 9. | L. ovata (Drap.) – П. Овальный | 3,2 |
| 10. | L. peregra (O.F.Mull.) – П. Вытянутый | 2,5 |
| 11. | L. Stagnalis (L.) – П. Обыкновенный | 2,5 |
| 12. | L. Corvus (Gmelin) | 2,0 |
| 13. | L. Palustris(O.FMull.) – П. Болотный | 2,0 |
| 14. | Aplexa hupnorium (L.) – Аплекса моховая | 3,0 |
| 15. | Phusa fontinalis (L.) – Физа пузырчатая | 2,5 |
| 16. | Planorbarius corneus (O.F.Mull) – Катушка килевая | 1,8 |
| 17. | Ancylus fluviatilis Mull. – Речная чашечка | 1,8 |
| 18. | Planorbis carinatus (O.F.Mull) – Катушка килевая | 1,8 |
| 19. | P.planorbis(L.) – К. окаймленная | 1,7 |
| 20. | Crassiana spp. – Перловица массивная | 1,7 |
| 21. | Unio spp. – Перловица | 2.0 |
| 22. | Anodonta spp. - Беззубка | 2,5 |
| 23. | Sphaeriastrum rivicola(Lamarck) – Шаровка речная | 2,0 |
| 24. | Amesoda solida (Nord.) – Шаровка Массивная | 1,5 |
| 25. | A. Scaldiana (Nord.) – Ш. Полуоткрытая | 2,0 |
| 26. | Sphaerium corneum (Linne) – Ш. Роговая | 3.0 |
| 27. | Pisidium spp., Neopisidium., Euglessa spp. – Горошины | 1,8 |
studfiles.net
Оценка сапробности воды по показателям перифитона. — КиберПедия
В гидробиологии под сапробностью понимают способность организмов жить при большом содержании органических веществ в среде. Сапробность является функцией потребностей организма в органическом питании и устойчивости возникающих при разложении органических соединений ядовитых веществ: h3S, CO2, Nh4, H+, органических кислот.
Из гидробиологических показателей качества в России наибольшее применение нашел так называемый индекс сапробности водных объектов, который рассчитывают исходя из индивидуальных характеристик сапробности видов, представленных в различных водных сообществах (фитопланктоне, перифитоне).
Полисапробная зона – содержится много не стойких органических веществ и продуктов их анаэробного разложения. Фотосинтеза нет. Дефицит О2, полностью идет на окисление. В воде – сероводород и метан. На дне много детрита, идут восстановительные процессы; железо в форме FeS. Ил черный с запахом сероводорода. Много сапрофитной микрофлоры, гетеротрофных организмов: нитчатые и серные бактерии, бактериальные зооглеи; простейшие – инфузории, жгутиковые, олигохеты, водоросль Polutoma.
Альфа-мезосапробная – начинается аэробный распад органических веществ, образуется аммиак, СО2, мало О2, сероводорода, метана – нет. Железо в форме закиси и окиси. Идут окислительно-восстановительные процессы. Ил серого цвета. Преобладают бактериальные зооглеи, эвглена, хламидомонада, личинки хиромонид.
Бета-мезосапробная – произошла минерализация. Увеличивается число сапрофитов. Содержание О2 колеблется в зависимости от времени суток. Ил желтый, идут окислительные процессы. Много детрита, цветение воды (фитопланктон), диатомовые и зеленые водоросли, роголистник. Много корненожек, инфузорий, червей, моллюсков, личинок хиромонид. Есть ракообразные, рыбы, но численность их невелика.
Олигосапробная – чистые водоемы. Цветения не бывает, содержание 02 и С02 не колеблется. Детрита мало. Бентос малочисленен. Встречаются водоросли рода Melozira, коловратки, дафнии, личинки веснянок, поденок, моллюски, стерлядь и т.д.
Установлено, что фактически в ряду олигосапробы – мезосапробы – полисапробы возрастают не только специфическая стойкость к органическим загрязняющим веществам и к таким: их последствиям, как дефицит кислорода, но и их эврибионтность, т. е способность существовать при различных условиях среды.
Это положение значительно расширяет возможности использования сапробиологического анализа. Поэтому термин «сапробность» в последнее время употребляют, когда говорят о степени общего загрязнения вод. Для оценки общего загрязнения поверхностных вод в современных ситуациях, например в случае токсического загрязнения или антропогенного увеличения минерализации, использование только одного сапробиологического анализа оказывается уже недостаточным.
Индекс сапробности указывают с точностью до 0,01. Для ксеносапробной зоны он находится в пределах 0–0,50 – очень чистые; олигосапробной – 0,51-1,50 – чистые; бета-мезосапробной – 1,51-2,50 – умеренно-загрязненные; альфа-мезосапробной – 2,51-3,50 – тяжело загрязненные; полисапробной – 3,51-4,00 – очень загрязненные.
Достоинства и недостатки биологических методов оценки загрязнения вод. В результате анализа методов биоиндикации, по оценке загрязнения поверхностных вод можно выделить основные достоинства и недостатки, табл. 2.
Все перечисленные методы биоиндикации широко используются для оценки антропогенного воздействия биоценозы наземных и водных экосистем. При любых неблагоприятных условиях разнообразие видов в биоценозе уменьшается, а численность устойчивых видов возрастает.
Кроме этого методы биоиндикации имеют общие недостатки:
– численность большинства организмов имеет четко-выраженную сезонность, и зависят от погодных условий;
– для большинства методов требуются квалифицированные специалисты в определении видов живых организмов. Наряду с методами биоиндикации необходимо применение и метода биотестирования, для выявления и оценки действия факторов (в т. ч. и токсических) окружающей среды на организм, его отдельную функцию или систему организмов.
Таблица 2 - Характеристика биологических методов оценки загрязнения вод
| Наименование | Преимущества | Недостатки |
| Сапробность воды по показателям перифитона | Устанавливается по видовому составу индикаторных организмов, живущих в воде | Приспособление организмов к существованию при различных условиях среды (эврибионтность) |
| Сапробность воды по отдельным крупным таксонам зообентоса | Повсеместное распространение таксонов: личинки хирономид (комары – звонцы) и олигохет (малощетинковые черви) | Является характеристикой водной среды за некоторый промежуток времени и не дает оценки на момент исследования. Для получения надежных данных, как правило, пробоотборник должен находиться в реке не менее четырех недель. При этом в каждой точке проводят не менее трех повторных отборов. |
| Биотический индекс Вудивисса | Учитывает частую последовательность исчезновения групп индикаторных организмов по мере увеличения загрязнения. | Не подходит для озер и прудов. Необходимо выяснить, какие индикаторные организмы имеются в исследуемом водотоке, в зависимости от чувствительности к загрязнению. Происходит изменение видовой структуры бентосных организмов по мере повышения уровня загрязненности воды, следовательно, наблюдается отмирание индикаторных таксонов. Пригодна в прибрежной зоне, где донная фауна разнообразна |
| Индекс Гуднайта-Уотлея | Используется для определения загрязнения водоема органическими веществами | Используются для анализа только материалы дночерпательных проб. Следует иметь в виду, что изменения в донных отложениях происходят медленнее, чем меняется качество воды в водной среде |
| Индекс Шеннона | Придает большой вес редким видам. Подходит для целей сравнения в тех случаях, когда не интересуют компоненты разнообразия по отдельности. | Невозможно включить в выборку все виды реального сообщества. |
| Индекс Майера | Подходит для любых типов водоемов. Используются организмы-индикаторы, чувствительные к различным условиям водной среды (обитатели чистых вод, организмы средней чувствительности и обитатели загрязненных водоемов). | Точность метода невысока. |
cyberpedia.su
Уровни сапробности и трофности вод
| Уровень сапробности | Ступень трофности | Ведущие организмы из числа инфузорий |
| Полисапробный: очень сильное органическое загрязнение, мало кислорода, много бактерий; видовой состав беден, численность особей высокая | Политрофная: очень большой избыток питательных веществ (гниющие воды) | Caenomorpha, Colpidium, Epalxella, Lacrymaria, Metopus, Vorticella |
| ά-мезосапробный: значительное органическое загрязнение, мало кислорода, видовой состав богат, численность особей высокая | Эвтрофная: много питательных веществ, много фотосинтезирующих протистов | Carchesium, Chilodonella, Paramecium, Urocentrum |
| β-мезосапробный: слабое органическое загрязнение, много кислорода; видовой состав богат | Euplotes, Halteria, Spirostomum, Stentor | |
| Олигосапрробный: чистая, богатая кислородом вода; видовой состав беден, численность особей низкая | Олиготрофная: мало питательных веществ | Dileptus, Strobilidium, Thuricola |
При загрязнении водоема в нем изменяются физико-химические условия. При этом одни формы гидробионтов погибают, другие получают преимущества для свободного развития, и в результате происходит смена биоценоза на загрязненном участке. Многие гидробионты способны развиваться только в воде определенного качества, и поэтому обнаруживают четко выраженную приспособленность к определенным зонам загрязнения.
Полисапробная зона (р) характеризуется большим содержанием нестойких органических веществ и наличием продуктов их анаэробного распада. В воде в изобилии присутствуют белковые вещества. БПК (биологическое потребление кислорода) составляет десятки миллиграммов на литр. Фотосинтез отсутствует. Кислород может поступать в воду только за счет атмосферной реаэрации, и так как он полностью потребляется на окисление в поверхностных слоях, то в воде он практически не обнаруживается. Вода содержит метан и сероводород.
Для этой зоны характерно наличие большого числа сапрофитной микрофлоры, представленной сотнями тысяч и даже миллионами клеток в 1 мл. В донных отложениях кислород отсутствует, содержится много органического детрита, протекают восстановительные процессы, железо находится в форме FeS. Ил имеет черную окраску с запахом сероводорода. В этой зоне в массе развиваются растительные организмы с гетеротрофным типом питания: сапрофитные бактерии, нитчатые бактерии, серные бактерии, из простейших – инфузории, бесцветные жгутиковые (рис. 4).
Рис. 4. Организмы полисапробной зоны: 1–11 – нитчатые бактерии; 12–14 – жгутиконосцы; 15–23 – инфузории
Альфа-мезосапробная зона (а – т). В этой зоне начинается аэробный распад органических веществ с образованием аммиака, содержится много свободной углекислоты, кислород присутствует в малых количествах. Метан и сероводород отсутствуют. Количество загрязнения, определяемого по БПК, все еще очень велико: десятки миллиграммов на литр. Количество сапрофитных бактерий составляет десятки и сотни тысяч в 1 мл.
В воде и донных отложениях протекают окислительно-восстановительные процессы; железо трехвалентное и двухвалентное, ил сероватой окраски. В а – т зоне развиваются организмы, обладающие большой выносливостью к недостатку кислорода и большому содержанию углекислоты. Преобладают растительные организмы с гетеротрофным и миксотрофным питанием. Отдельные организмы имеют массовое развитие. Обильно развиваются нитчатые бактерии, грибы, водоросли. Из животных организмов обильны обрастания сидячими инфузориями (Carchesium), встречаются коловратки, много окрашенных и бесцветных жгутиковых (рис. 5).
Рис. 5. Альфа-мезосапробные организмы: 1–3 – бактерии; 4 – одноклеточная водоросль; 5–6 – многоклеточные водоросли; 7–13 – инфузории
Бета-мезосапробная зона (β – m) отмечается в водоемах, почти освободившихся от нестойких органических веществ, распад которых дошел до образования окисленных продуктов (полная минерализация).
Количество сапрофитных бактерий составляет тысячи клеток в 1 мл и резко увеличивается в период отмирания водной растительности. Концентрация кислорода и углекислоты сильно колеблется в течение суток, в дневные часы содержание кислорода в воде доходит до пресыщения, и углекислота может полностью исчезать. В ночные часы наблюдается дефицит кислорода в воде.
В иле много органического детрита, интенсивно протекают окислительные процессы, ил желтой окраски.
В этой зоне большое разнообразие животных и растительных организмов. В массе развиваются растительные организмы с автотрофным питанием, наблюдается цветение воды многими представителями фитопланктона. В обрастаниях обычны зеленые нитчатки и эпифитные диатомеи; в иле – черви, личинки хирономид, моллюски (рис. 6).
Рис. 6. Бета-мезосапробные организмы: 1–3 – нитчатые бактерии; 4 – зеленые водоросли; 5–6 – водоросли; 7–8 – жгутиковые; 9–10 – инфузории; 11–12 – водоросли; 15 – кольчатые черви: 18–19 – грибы
Олигосапробная зона (о) характеризует практически чистые водоемы с незначительным содержанием нестойких органических веществ и небольшим количеством продуктов их минерализации.
Содержание кислорода и углекислоты не претерпевает заметных колебаний в дневные и ночные часы суток. Цветение водорослей, как правило, не наблюдается. В донных отложениях содержится мало органического детрита, автотрофных микроорганизмов и бентосных животных (червей, личинок хирономид и моллюсков).
Показателями большой чистоты воды в этой зоне являются некоторые красные водоросли и водные мхи (рис. 7).
Рис. 7. Олигосапробные организмы: 1, 2, 3, 6, 10, 13, 14 – водоросли; 4, 8, 12 – инфузории; 7 – кишечнополостные; 11 – личинка
По мере развития процесса биологического самоочищения возрастает видовое разнообразие, но численность каждого отдельного вида уменьшается:
в олигосапробной зоне разнообразие видов достигает максимума, зато численность отдельных видов невелика.
для полисапробной зоны характерны небольшое число видов и очень высокая численность каждого отдельного вида.
Система сапробных организмов полностью отвечает экологическому принципу Тинеманна: «Чем больше условия существования данного местообитания отличаются от оптимальных для большинства видов, тем беднее по видовому разнообразию становится биоценоз и тем характернее и многочисленнее – каждый отдельный вид» (Основы экогеологии…, 2004).
Система Кольквитца и Марссона сразу получила широкое распространение и была использована для оценки санитарного состояния водоемов, особенно в Европе и России. В нашей стране создалась школа санитарных гидробиологов (Я. Я. Никитинский, Г. И. Долгов, С. Н. Строганов, С. М. Вислоух и др.), успешно применявших и развивавших систему санитарно-биологического анализа, т. е. состояние водоема определялось на основе животных и растительных организмов.
Кольквитц и Марссон подчеркивали, что основное значение следует придавать не отдельным видам, а биоценозам, т. е. сообществу показательных организмов.
Очень чистые водоемы практически не несут следов воздействия человека. В России к таким водоемам могут быть отнесены многие озера и реки Сибири, севера Дальнего Востока, а на европейской территории – Ладожское и Онежское озера, Рыбинское водохранилище, некоторые северные реки. В этих водоемах насыщение воды кислородом достигает 95 %, БПК не превышает 1 мг/л, а взвешенные вещества – 3 мг/л. Вода в очень чистых водоемах пригодна для всех видов водопользования.
Водоемы, относимые к категории чистых, по химическим показателям почти не отличаются от очень чистых, но следы влияния деятельности человека проявляются, прежде всего, в увеличении количества сапрофитной микрофлоры в воде. Воды водоемов второго класса также пригодны для всех видов водопользования.
Умеренно загрязненные воды характеризуются повышенным содержанием органических веществ, ионов хлора и солей аммония. Они несут в себе признаки загрязнения поверхностным стоком и бытовыми водами. Умеренно загрязненные воды после соответствующей очистки пригодны для хозяйственно-питьевого использования, разведения некоторых видов рыб и для прочих видов водопользования.
К категории загрязненных отнесены реки и озера, природные свойства которых значительно изменены в результате поступления в них сточных вод. В зимний период при образовании ледяного покрова на загрязненных участках водоема могут создаваться анаэробные условия. Загрязненные воды не пригодны для питьевого, хозяйственно – бытового и спортивного назначения, а также для рыбоводства. Они могут быть использованы, да и то с ограничениями, в некоторых производственных процессах, для орошения и судоходства. В странах Западной Европы, при остром дефиците воды, загрязненные воды используют для хозяйственно-питьевого назначения, применяя при этом сложные способы очистки.
В грязных и очень грязных водоемах природные свойства воды сильно изменены. В летний период вода этих водоемов издает неприятные запахи. Повышенное содержание агрессивной углекислоты и сернистых соединений в воде грязных водоемов оказывает вредное воздействие на обшивку судов и портовые сооружения, вследствие чего эти водоемы ограниченно пригодны для судоходства. Для орошения воды грязных водоемов могут быть использованы с ограничениями, не под все культуры.
Для оценки степени загрязнения водоема необходимо пользоваться средними данными, собранными в период наиболее критического состояния водоема. Например, наименьшая концентрация растворенного кислорода наблюдается летом или в период ледостава, температура наиболее высокая – летом. По многим показателям наиболее неблагоприятные условия создаются зимой. Показатели в этот период и принимаются за основу при оценке степени загрязненности водоема.
studfiles.net
