Оценка качества водной среды биоиндикационными методами

Биоиндикация это обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов непосредственно в среде их обитания. Биологические индикаторы обладают признаками, свойственными системе или процессу, на основании которых производится качественная или количественная оценка тенденций изменений, определение или оценочная классификация состояния экологических систем, процессов и явлений. Основой задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы адекватно отражать уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения и диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ.

Биоиндикацию  можно определить как совокупность методов и критериев, предназначенных  для поиска информативных компонентов экосистем, которые могли бы:

а) адекватно отражать уровень воздействия среды, включая комплексный характер загрязнения с учетом явлений синергизма действующих факторов;

б) диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ и оценивать их значимость для всей экосистемы в ближайшем и отдаленном будущем.

Было выяснено, что биоиндикация основана на тесной взаимосвязи живых организмов с  условиями среды, в которой они  обитают. Изменения этих условий, например повышение солености или рН воды, изменение газового состава воздуха может привести к исчезновению определенных видов организмов, наиболее чувствительных к этим показателям и появлению других, для которых такая среда будет оптимальной.

Существуют  также «виды-универсалы», обладающие высокой экологической пластичностью и способные переносить значительные колебания степени загрязнённости водоёма. Понятно, что такие виды не представляют интереса для биоиндикации.

Из этого  следует, что:

1) для оценки состояния воды при помощи биологических объектов необходимо выбирать надёжный, проверенный метод, подходящий для данного типа водоёма и поставленных задач;

2)  нужно чётко придерживаться методики отбора и обработки проб;

3) все биологические закономерности являются закономерностями статистическими. Поэтому объём используемого материала должен быть достаточно велик.

Установлено, что  биоиндикаторы имеют ряд преимуществ  перед химическими методами оценки состояния окружающей среды, а именно:

а)  они суммируют влияние всех без исключения биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая ее загрязнение и другие антропогенные загрязнения;

б) в условиях хронических антропогенных нагрузок биоиндикаторы могут реагировать даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного эффекта;

в) делают необязательным применение дорогостоящих и трудоемких физических и химических методов для измерения биологических параметров;

г)  живые организмы постоянно присутствуют в окружающей человека среде и реагируют на кратковременные и залповые выбросы токсикантов, которые можно не зарегистрировать при помощи автоматической системы контроля с периодичным отбором проб на анализы;

д) указывают пути и места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу человека;

е) позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого, причем дают возможность контролировать их действие; ж) помогают нормировать допустимую нагрузку на экосистемы, различающиеся по своей устойчивости к антропогенному воздействию, так как одинаковый состав и объем загрязнений может привести к различным реакциям природных систем в разных географических зонах.

В ходе написания работы было установлено, что с помощью растений, животных и микроорганизмов можно проводить биоиндикацию всех природных сред: воздуха, воды, почвы. Несмотря на то, что и естественные условия водоёмов, и виды загрязнений очень разнообразны, можно выделить несколько универсальных реакций сообществ водных организмов на ухудшение качества воды.

 

 

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1 Ашихмина, Т. Я. Экологический мониторинг [Текст] : учебн.-метод. пособие для вузов / Т.Я. Ашихмина, Н.Б. Зубкина; под ред. Т.Я. Ашихминой. – М. : Академический проект, 2005. – 205 с.

2 Емельянов, А. Г. Основы природопользования [Текст] : науч. изд. / А. Г. Емельянова. – М. : Издательский центр «Академия», 2004. – 304 с.

3 Захаров, В.Н. Практикум по микробиологии [Текст] : учеб. пособие для вузов / В.Н. Захаров, Ф.А. Тихомиров. – М. : Колос,     1998. – 108 с.

4 Криволуцкий,  Д.А. Методы биоиндикации окружающей среды в районах АЭС [Текст] : науч. изд. / Д.А. Криволуцкий. – М. : Наука, 1988. – 145 с.

5 Лемеза,  Н.А. Малый практикум по низшим растениям [Текст] : учеб. пособие для вузов / Н.А. Лемеза, А.С. Шуканов. – Мн. : 1994. – 94 с.

6 Мелехова, О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование [Текст] : учеб. пособие для вузов / О.П. Мелехова, Е.И. Егорова, Т.И. Евсеева; под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Егоровой. – М. : Издательский центр «Академия», 2007. – 288 с.

7 Мэнниг, У.Д. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений [Текст] : науч. изд. / У.Д. Мэнниг, У.А. Федер. – Л. : Гидрометеоиздат, 1985. – 156 с.

8 Николаев, Л.А. Металлы в живых организмах [Текст] : науч. изд. / Л.А. Николаев. – М. : Просвещение, 1986. – 127 с.

9 Полетаев, П.И. Рациональное природопользование и охрана окружающей среды [Текст] : учеб. пособие для вузов / П.И Полетаев, Швецов М.М. – М. : Знание, 1982. – 64 с.

10 Рянский, Ф.Н. Экология, и экономика [Текст] : науч. изд. / Ф.Н. Рянский. – Благовещенск. : АО Благ. кн. изд., 1990. – 160 с.

11 Соловых, Г.Н. Биотехническое направление в решении экологических проблем [Текст] : науч. изд. / Г.Н. Соловых. – Екатеринбург. : Ур. отд. РАН, 2003. – 178 с.

12 Сынзыныс, Б.И. Экологическая диагностика качества атмосферного воздуха с помощью лишайников [Текст] : науч. изд. / Б.И. Сынзыныс, Е.И. Егорова. – М. : Русполиграф, 1997. – 105 с.

13 Федорова, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды [Текст] : учеб. пособие для вузов / А.И Федорова, А.И Никольская. – М. : Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003. – 142 с.

14 Христофорова, Н.К. Основы экологии [Текст] : Учеб. пособие / Н.К. Христофорова, К.В. Яновская. – Владивосток: Дальнаука, 1999. – 516 с.

15 Цветкова, Л.И. Экология: Учеб. пособие для технических вузов [Текст] : Учеб. пособие / Л.И. Цветкова.– М. : Химиздат, 2001. – 192 с.

16 Яковлев, А.С. Общая гидробиология [Текст] : учеб. пособие для вузов / А.С. Яковлев. – М. : Высш. Шк., 1990. – 187 с.

17 Макрушин, А.В. Биологический анализ качества вод [Текст] : учеб. пособие для вузов / А.В. Макрушин. –  Л. : Зоол. ин-т АН СССР., 1974. – 59 с.

18 Семенченко, В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод [Текст] : учеб. пособие для вузов / В.П. Семенченко. – Мн. : Орех, 2004. – 124 с.

19  Строганов, Н.С. Методики биологических исследований по водной токсикологии [Текст] : науч. изд. / Н.С. Строганова.– М. : Наука, 1971. 300 с.

20 Миронов, О.Г. Нефтяное загрязнение и жизнь моря. [Текст] : науч. изд. / О. Г. Миронов. – М. : Высш. Шк.,1973. – 167 с.

21 Вент, Ф. В мире растений [Текст] : науч. изд. / Ф. В.Вент М. : Мир, 1972. – 192 с.

22 Полетаев, П.И. Жизнь растений. Водоросли. Лишайники [Текст] : науч. изд. / П.И Полетаев. – М. : Просвещение, 1977. – 487 с.

23 Журавлев, А.И. Живое свечение. [Текст] : науч. изд. / А.И. Журавлев, В.А. Веселовский. – М. : Знание, 1963. – 48 с.

24 Мошкова, Н.А. Зеленые водоросли [Текст] : науч. изд. / Н.А. Мошкова, М.М. – М. : Знание, 1986. – 127 с.

25 Баринова, С.  С.  Биоразнообразие  водорослей  как  биоиндикаторов  окружающей  среды / С.  С. Баринова, Л. А. Медведева, О. В. Анисимова. – Тель-Авив. : Pilies Studio, 2006. – 498 с.

26 Величенко, Ю.П. Рациональное использование и охрана водных ресурсов [Текст] : науч. изд. / Ю.П. Величенко, М.М. Швецов. – М. : Россельхозиздат, 1980 - 224 с.

27 Макрушин, А.В. Биологический анализ качества вод. [Текст] : Учеб. пособие  / А.В. Макрушин. – М. : Изд-во АН СССР, 1974. – 167 с.

28 Топачев, А.В. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике [Текст] : учебн.-метод. пособие для вузов / А.В. Топачев. А.И Никольская; под ред. А.В. Топачева. – Киев. : Изд-во “Наукова думка”, 1975.-247 с.

29 Одум, Ю.А.   Основы экологии [Текст] : учеб. пособие для вузов / Ю.А. Одум. – М. : Мир, 1975. - 740 с.

30  Ашихлина,  Г.Я. Экология родного края [Текст] : учеб. пособие для вузов / Г.Я. Ашихлина. – Киров. : Вятка, 1996. - 720 с.

32 Дьяченко, Г.И. Мониторинг окружающей среды (Экологический мониторинг) Новосибирск. – 2003.

33 Ашихмина Т.Я. и др. Биоиндикация и биотестирование – методы познания экологического состояния окружающей среды [Текст] : учеб. пособие для вузов / Т.Я. Ашихмина – Киров. : Вятка, 2005. – 160 с.

 

 

 

 

 

 

                                                                                                   Приложение А

Классификации качества вод по физико-химическим характеристикам

                                            (справочное)

 

 

Таблица А.1 – Классификация качества воды по БПК₅

 

 

Классы  качества воды	БПК5, мг О2/л
Очень чистые	0,5- 1,0
Чистые	1,1-1,9
Умеренно-загрязнённые	2,0-2,9
Загрязнённые	3.0-39
Грязные	4,0-10,0

 

 

 

Таблица А.2 – Классификация качества вод по индексу загрязнения воды  

                          (ИЗВ)

 

Классы  качества воды	ИЗВ
Очень чистая	до 0,2
Чистая	0,2 -1,0
Умеренно загрязнённая	1,0 -2,0
Загрязнённая	2,0 – 4,0
Грязная	4,0 -6,0
Очень Грязная	6,0 – 10,0
Чрезвычайно грязная	Более 10,0

 

Таблица А.3 – Классификация водоёмов по олигохнтоному индексу

 

 

Значения  индекса                                         (%)	Степень загрязнения воды	Класс качества
Менее 30	Отсутствие  загрязнения	1-2
30-60	Незначительное  загрязнения	2-3
60-70	Умеренное загрязнения	3-4
70-80	Значительное  загрязнение	4-5
Более 80	Сильное загрязнение	5-6

 

 

Таблица  А.4 – Классификация качества вод  по показателю Эрисмана

 

Уровень загрязнения	Значения  показателей
	Wорг.	Wс	Wст.		Wэ
Допустимый	1	1	1	1
Умеренный	1-1.5	1-3	1-3	1-10
Высокий	1.5-2	3-6	3-10	10-100
Чрезвычайно высокий	2 >	6 >	10 >	>

 

 

                                                                                 Приложение Б

Классификация качества вод по биологическим и экологическим  характеристикам

                                       (справочное)