Методы биологического мониторинга
1. Биоиндикация — метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов-биоиндикаторов. Биоиндикаторы — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Условия, определяемые с помощью биоиндикаторов, называются объектами биоиндикации.
2. Биотестирование — метод, позволяющий в лабораторных условиях оценить качество объектов окружающей среды с помощью живых организмов.
3. Оценка компонентов биоразнообразия — является совокупностью методов сравнительного анализа компонентов биоразнообразия.
Вода, самое распространенное соединение в природе, не бывает абсолютно чистой. Природная вода содержит многочисленные растворенные вещества — соли, кислоты, щелочи, газы (углекислый газ, азот, кислород, сероводород), продукты отходов промышленных предприятий и нерастворимые частицы минерального и органического происхождения. Свойства и качество воды зависят от состава и концентрации содержащихся в ней веществ. Наиболее чистая природная вода — дождевая, но и она содержит примеси и растворенные вещества (до 50 мг/л). Содержание растворенных веществ в морской воде составляет 10000— 20000, а в воде океанов— около 35000 мг/л. Вода соленых озер — 200000 мг/л и более. Воду, содержащую до 0,1% растворенных веществ, принято называть пресной, от 0,1 до 5% — минерализованной, свыше 5% — соленой. Водоемы, загрязненные органическими стоками, как и организмы, способные жить в них, называют сапробными (от греческого слова «сапрос» —гнилой). По степени загрязненности вод органическими веществами водоемы классифицируют на полисапробные, мезосапробные (подразделяемые на альфа-мезосапробные и бета-мезосапробные) и олигосапробные. В полисапробной зоне водоема органических веществ много, кислорода нет. Здесь происходит расщепление белков и углеводов. В мезосапробной зоне нет неразложившихся белков, есть сероводород, диоксид углерода и кислород. Происходит минерализация органических веществ. Есть различия между альфа- и бета-мезосапробной зонами. Вода в альфа-мезосапробной зоне умеренно загрязнена органическими веществами, есть аммиак и аминосоединения, кислорода мало. В бета-мезосапроб- ной зоне органических загрязнителей мало; кроме аммиака, есть продукты его окисления — азотная и азотистая кислоты, много кислорода. В олигосапробной зоне практически нет растворенных органических веществ, кислорода много, вода чистая.
В программе экомониторинга предлагается изучение воды природных поверхностных водоемов (рек, прудов, озер, ручьев, каналов и т. д.) биоиндикационными и физико-химическими методами.
Из биоиндикационных методов программой предусмотрено изучение качества воды по наличию биоиндикаторов:
- растительных (общее число видов водорослей, доминирующие виды водорослей, сапробность водоема);
- животных (биотический индекс, индекс Гуднайта и Уотлея).
Из органолептических свойств воды рекомендуется проводить определение прозрачности, цветности, цвета, запаха, содержания взвешенных веществ;
из химических — водородного показателя (рН), сухого остатка, жесткости, карбонатов и гидрокарбонатов, аммиака и ионов аммония, нитритов, нитратов, хлоридов, сульфатов, растворенного кислорода, окисляемости. Кроме того, в программу мониторинга включается определение качества воды по методу автографии на фотобумаге.
| Биоиндикация водоемов на основе зообентоса | ||
Водные беспозвоночные животные подразделяются на зоопланктон и зообентос. И то, и другое сообщество используют в биоиндикации. Биоиндикация - способ оценки антропогенной нагрузки по реакции на нее живых организмов и их сообществ. Оборудование. Для сборов можно пользоваться гидробиологическим сачком или скребком. Гидробиологический сачок похож на энтомологический, но отличается обручем из более толстой проволоки (не менее 4 мм), более толстой палкой и менее глубоким мешком. Лучше его сшить из капронового мелкоячеистого тюля. Скребок позволяет соскабливать животных с камней, срезать водные растения на глубине до 2 м. Он состоит из ножа и изогнутого стального прута. Нож делают из полоски стали длиной чуть меньше диаметра мешка и шириной 4 см. Одну сторону его затачивают. К тупому краю ножа с двух сторон приваривают дугу из толстой проволоки толщиной не менее трех мм и шириной 1-1,5 см. Дугу можно сделать и из стальной полоски. Середина дуги прикрепляется к палке с металлической трубкой-наконечником. Нож, дуга и трубка свариваются друг с другом. В ноже и в дуге просверливают отверстия для прикрепления мешка. Собранный материал размещается в сосуды с водой, если он будет тотчас определен, и во флакончики с фиксирующей жидкостью для последующего определения (70% спирт или 4% формалин). Методика. В настоящее время при оценке состояния вод в реках стал использоваться биотический индекс Вудивисса (БИВ). Метод разработан английским гидробиологом Вудивиссом и адаптирован для северо-запада и центра России. Он основан на изучении состояния бентосных организмов, т.е. тех, которые живут на дне водоема. Впрочем, используется только макрозообентос, т.е. организмы, сравнительно крупные, хорошо заметные невооруженным глазом. Основные группы этих организмов описаны в атласе-определителе беспозвоночных. Этот метод основан на качественных пробах зообентоса, позволяет достаточно надежно оценивать степень загрязнения, не требует обязательного определения до вида всех представителей зообентоса. В нем объединяются принципы индикаторного значения отдельных таксонов и изменения фауны в условиях загрязнения. Пробы на малых реках берут минимум в трех станциях (пунктах), а на каждой станции в трех точках (левый берег, середина, правый берег или в любых трех точках, если ширина реки очень мала). Если на реке есть источник загрязнения (стоки ферм, сброс неочищенных сточных вод предприятием и т.д.), то пробы следует взять выше данного источника и ниже метров на 300-500. Сачок ставится перпендикулярно дну, проводится примерно 1 м по течению, разворачивается на 1800 и проводится еще 1 м против течения. Собранный материал полностью выбирается из сачка, помещается во флакончики с фиксирующей жидкостью, этикетируется. При пользовании скребком он разворачивается в одной точке на 3600. В собранной пробе организмы разделяются на группы Для взятия проб вам потребуется скребок или сачок из прочной сетки с диаметром ячеи не более 1 мм (лучше использовать "мельничный газ", который используется для просеивания муки). Берут 3-5 проб из различных точек станции (в 1-1,5 м друг от друга), объединяют и промывают. Пробы берут, снимая (соскребая) верхнюю часть грунта вместе с теми организмами, которые в ней живут. Камни выбирают с участка примерно 0,5х0,5 м и разбирают. Водную растительность вырывают с корнем и разбирают. Отмечают: тип грунта (каменистый, каменисто-песчаный, песчаный, песчано-илистый, илисто-песчаный , глинистый); температуру воды; загрязнения (на глаз). Первая стадия работы - разбор проб. Далеко не все организмы требуется определять до вида; ниже расположена таблица, где приводится необходимая точность определения для той или иной группы. Следующий шаг - определение биотического индекса. Для этого надо подсчитать общее число групп, которые вы обнаружили в пробе. Затем, исходя из наличия тех или иных индикаторных видов, определить биотический индекс. Например - у вас всего 9 групп организмов (напоминаем - группа - не всегда вид. К одной группе относятся, например, все выловленные вами кольчатые черви, независимо от количества видов. Зато каждый вид жука или поденки будет составлять отдельную группу). После этого в столбце 6-10 вы ищете строку, которая соответствует индикаторным организмам в вашей пробе. Если вы нашли личинку поденки одного вида, то искомый биотический индекс будет равен 6; если в пробе есть два или больше вида веснянок - 8, и т.д.
|
| Группа | Достаточный предел определения (=1 группа) |
| Губки | Отряд |
| Кишечнополостные | Отряд |
| Круглые черви | Класс |
| Плоские черви | Класс |
| Кольчатые черви (кроме пиявок) | Класс |
| Пиявки | Вид |
| Моллюски | Вид |
| Мшанки | Отряд |
| Высшие раки | Вид |
| Пауки | Вид |
| Клещи | Отряд |
| Стрекозы | Вид |
| Поденки | Вид |
| Веснянки | Вид |
| Клопы | Вид |
| Жуки | Вид |
| Сетчатокрылые | Вид |
| Вислокрылки | Вид |
| Ручейники | Семейство |
| Комариные (кроме звонцов) | Род |
| Звонцы | Семейство |
| Двукрылые (остальные) | Вид |