Гидробиологический анализ
Гидробиология – наука о надорганизменных формах организации жизни, изучающая структуру и функционирование водных экосистем. Предметом анализа гидробиологии являются экологические процессы в водной среде, т. е. процессы взаимодействия гидробионтов, их популяций и сообществ между собой и с абиотическими компонентами водных экосистем.
Гидробиология всегда оперирует величинами численности организмов, их биомассы и продукции. Для количественного учета используют различные орудия и приборы как специфические гидробиологические – планктонные сети, дночерпатели, драги, планктоночерпатели, батометры различных конструкций, так и многие приборы, заимствованные из арсеналов гидрохимии, гидрофизики, гидрологии. В последнее время часто используются погружные и дистанционные биофизические приборы.
Гидробиологические показатели являются важнейшим элементом системы контроля анализа природных вод и активного ила очистных сооружений.
О качестве воды в пресноводном водоеме, а также о его экологическом состоянии, можно судить не только с помощью приборов, но и с помощью обитающих в водоеме живых организмов – гидробионтов. Такие методы оценки называют гидробиологическими. При гидробиологической оценке состояния водоемов и качества воды показателями, в общем случае, могут быть видовой состав, количество и биомасса гидробионтов, а также сапробность водоема.
Гидробиологические показатели дают возможность оценить качество воды по животному населению и растительности водоемов, они являются важнейшим элементом системы контроля загрязнения водной среды.
Оценка качества воды по уровню сапробности.
Сапробность — это степень насыщения воды органическими веществами, комплекс свойств водной среды, который определяется количеством биологически разлагающейся органики.
Другим термином, связанным с сапробностью, являются процессы самоочищения, являющиеся неотъемлемой частью материально-энергетического баланса. Органические вещества, попадающие в водоем, разлагаются (преимущественно бактериями) на воду, углекислоту и минеральные составные части, служащие, в конце концов, питательными веществами для организмов более высокого порядка. Все это состояние и характеризует индекс сапробности, т.е. фазой процесса самоочищения следующей в проточной воде во времени и в пространстве друг за другом, характеризуясь различным составом биоценозов, через последовательные ступени.
Оценка качества воды по видовому разнообразию организмов. Видовое разнообразие это совокупность живых существ, населяющих водоем. Одних из них относят к планктону. К планктонным организмам относятся гидробионты, не способные к активным движениям или обладающие ими, но не противостоящие токам воды. В систематическом отношении выделяют бактериопланктон, фитопланктон, зоопланктон (простейшие, коловратки и ракообразные).
К фитопланктону относят низшие растения (водоросли).
Различают множество групп фитопланктона: диатомовые, сине-зеленые, эвгленовые, динофитовые, красные, бурые, золотистые.
Зоопланктон — водные животные, которые не могут противостоять течениям и пассивно переносятся вместе с водными массами. Одними из самых распространённых организмов зоопланктона пресных вод, обычными для стоячих луж и доступными для наблюдения в лупу, являются дафнии и босмины, диаптомусы и циклопы, коловратки.
Пагубные последствия загрязнения водоемов проявляются на организменном, популяционном и биоценотическом уровнях. На организменном уровне нарушаются многие физиологические функции, изменяется поведение особей, снижается темп их роста, снижается резистентность различным стрессовым состояниям внешней среды, возникают повреждения в генетическом аппарате, происходит трансформация исходного генофонда. На популяционном уровне под воздействием загрязнения происходят изменения численности и биомассы, смертности и рождаемости, размерной, возрастной и половой структуры. На биоценотическом уровне происходит изменение видового разнообразия, смена доминантных видов, изменение видового состава, изменение интенсивности метаболизма биоценоза. Поэтому изменение видового разнообразия является показателем изменения качества воды.
Гидробиологические методы оценки качества воды по отношению к химическим или физическим методам более чувствительны, это объясняется тем, что живые организмы реагируют уже на малые концентрации вредных веществ, тогда как, при других методах оценки это не позволяет сделать, например, чувствительность прибора.
Таким образом, гидробиологические исследования позволяют:
- определить совокупный эффект комбинированного воздействия загрязняющих веществ на водные биоценозы;
- определить экологическое состояние водных объектов и установить экологические последствия их загрязнений;
- определить направления изменения водных биоценозов в условиях загрязнения природной среды;
- оценить качество поверхностных вод и донных отложений как среды обитания организмов, населяющих водоемы и водотоки;
- оценить трофические свойства воды;
- установить возникновение вторичного загрязнения и его источников, а в ряде случаев специфический химический состав воды.
Испытания на выявление вышеперечисленных показателей проводятся сравнительно быстрее, чем тем же исследования на химические или физические нормы, так как лучшими «приборами», оценивающими качество воды, являются сами водные обитатели. Следовательно, эти анализы не только более информативны, но и менее ресурсозатратны. ИЛЦ также может предложить тесты на гидробиологию.