1.1 Гидробиологические интегральные оценки качества

Индекс Шеннона – основан на уравнении, выведенном К. Шенноном в 1948 году, с помощью которого можно определить степень информированности (степень упорядоченности) системы:

,

где Pi — вероятность события; K — число элементов — носителей информации. Мак-Артур (1957) использовал уравнение Шеннона для оценки степени структурированности биоценозов. При вычислении разнообразия биоценозов величину, выражающую количество информации на один элемент (особь, единицу биомассы и др.), обозначают:

Информация всего биоценоза или его части в единице пространства (объеме, площади), равная произведению Н на количество элементов, обозначается

где N — общее количество элементов в биоценозе; ni — количество элементов данной группы; m — число групп. Под числом элементов можно понимать численность особей, их биомассу и любые другие характеристики групп.

называют показателем Шеннона, индексом разнообразия Шеннона.

Олигохетный индекс Гуднайта-Уотлей – используется для непроточных водоёмов в качестве характеристики. Он показывает долю олигохет от общего количества бентоса в процентах. Чем больше значение индекса, тем выше степень загрязнения водоема:

,

D - показатель загрязнения,

N1 - количество олигохет,

N2 - общая численность бентических организмов,

Ход анализа:

1. отбирают пробы бентоса;

2. собранные бентические организмы просчитываются (отдельно олигохет);

3. находят отношение численности (N) олигохет к числу всех организмов в %;

4. по таблице 1 определяют степень загрязнения воды.

Таблица 1

Класс качества воды	I	II	III IV	V	VI
Зоны самоочищения	Ксеноса- пробная	Бета- Альфа-олигопробная	Бета- Альфа-мезосапробная	полисапробная
Значение индекса б	0	1-20 21-35	36-50 51-65	66-85	>85

Класс качества и характеристика воды

1. очень чистая

2. чистая

3. умеренно загрязненная

4. загрязненная

5. грязная

6. очень грязная

7. чрезвычайно грязная

Биотический индекс Вудивисса - используется во всем мире для определения качества воды в водотоках по структурным характеристикам зообентоса (донных организмов). Индекс учитывает общее разнообразие населяющих водоем донных беспозвоночных и наличие в нем организмов, принадлежащих к индикаторным группам.

Методика определения

1. Используя карту или схему реки, выбирают места отборов проб (станции). Для оценки состояния экосистемы реки станции отбора проб должны закладываться в одинаковых биотопах с учетом характера грунта (каменистая, песчаная литораль, риталь и т.д.).

2. В намеченных станциях с помощью различных орудий лова отбираются пробы зообентоса. Затем в течение 15-20 минут на каждой станции осуществляется дополнительный сбор всех бентических животных, которые попадут в поле зрения исследователей. Проба промывается в промывальнике, выкладывается в кювету. Животных выбирают из кюветы с помощью пинцетов или пипетки и определяют группы.

3. Выясняют, какие индикаторные группы есть в водоеме. К индикаторным относятся: личинки веснянок, поденок, ручейников, рачки бокоплавы, равноногие раки, трубочники, личинки хирономид.

4. Оценивают общее разнообразие донных беспозвоночных, подсчитывают число групп, под группой понимают:

   1. любой вид плоских червей,

   2. класс малощетинковых червей (кроме р. Nаis),

   3. р. Nais,

   4. любой вид моллюсков, пиявок, ракообразных, водных клещей,

   5. любой вид веснянок, перепончатокрылых жуков,

   6. любой вид поденок, кроме Baetis rodani,

   7. любое семейство ручейников,

   8. семейство комаров звонцов, кроме видов р. Chironomus sp.,

   9. Cheronomus sp.,

   10. личинки мошек Simuliidae,

   11. каждый известный вид личинок других летающих насекомых.

5. Находят индекс водоема по таблице 1.2 на пересечении значения общего количества групп и индикаторной группы, начиная сверху с личинок веснянок.

6. Определяют степень загрязнения водоема

Если водоем:

• от 0 до 2 баллов - сильное загрязнение,

• 3 - 5 - средняя степень,

• 6 - 7 - незначительное загрязнение,

• 8 - 10 - чистый водоем.

Определительная таблица расчета индекса Вудивисса

Таблица 2

Индикаторные группы	> 1 Вида 1 Вид	Общее количество групп
		0-1	2-5	6-10	11-15	16-20	21-25	26-30	31-35	36-40	>40
Plecopterg Личинки веснянок	> 1 Вида 1 Вид	- -	7 6	8 7	9 8	10 9	11 10	12 13	13 12	14 13	15 14
Efimeroptera Личинки поденок	> 1 Вида 1 Вид	- -	6 5	7 6	8 7	9 8	10 9	11 10	12 11	13 12	14 13
Trechoptera Личинки ручейников		- 4	5 4	6 5	7 6	8 7	9 8	10 9	11 10	12 11	13 12
Gammarus Бокоплавы		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Isopoda Равноногие раки		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Только трубочник (Tubifex) или личинки комаров (Chironomidae)		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Все данные группы отсутствуют		0	1	2	-	-	-	-	-	-	-

Мини-определитель данных беспозвоночных для оценки качества воды методом Вудивисса.

1. Основные индикаторные группы:

   1. Личинки веснянок

   2. Личинки поденок

   3. Личинки ручейников Trichoptera

   4. Бокоплавы род Gammarus

   5. Равноногие раки

   6. Малощетинковые черви p. Tubifex

   7. Личинки комаров-звонцев Chironomidae

2. Прочие группы

9-10 Молюсково-двустворчатые	16 Личинки жуков. Жуки Corixidae
11-12б Моллюски легочные	17 Личинки мошек Similiidae
11-12в Пиявки Hirudinea	18 Личинки стрекоз Odonate
14 Водяные клещи	19 Водяной клоп Hemiptera
15 Личинки сергатокрылые Sialidal

Биотестирование (англ. bioassay) - процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Благодаря простоте, оперативности и доступности биотестирование получило широкую признание во всем мире и его все чаще используют наряду с методами аналитической химии. Существует 2 вида биотестирования: морфофизиологический и хемотаксический. Хемотаксический метод более точный, та как в нем используется специальный прибор, а морфофизиологический позволяет более точно описать, что происходит с тест-объектами, например, в загрязненной воде.