Лабораторная работа № 3

Тема: Гідробіологічні спостереження

У водному середовищі зосереджені складні комплекси різноманітних хімічних сполук, вплив яких на живі організми відрізняється від дії їх складових. У результаті перетворення забруднюючих речовин, а також їх взаємодії у водному середовищі утворюються хімічні з'єднання, які важко піддаються аналізам. Багатьом з них притаманні молекулярна стійкість і висока токсичність з вираженим мутагенним ефектом, тому контроль за забрудненням водного об'єкту лише фізичними та хімічними чинниками недостатній. З 1974 р. здійснюється систематичний моніторинг поверхневих вод за гідробіологічними показниками.

Основні гідробіологічні показники якості води

Спостереження за гідробіологічними показниками поверхневих вод здійснюють з метою одержання об'єктивних даних, накопичення яких необхідне для виявлення довготривалих змін у водних екосистемах.

Гідробіологічні показники — кількісні та якісні характеристики різних груп водного населення, що використовуються для оцінки еколого-санітарного стану водних екосистем.

Гідробіологічні показники дають змогу:

— визначати екологічний стан водних об'єктів;

— оцінювати якість поверхневих вод як середовища життя організмів, що населяють водоймища, водотоки;

— визначати сумарний ефект дії забруднюючих ре¬човин;

— визначати специфічний хімічний склад води та її походження;

— перевіряти наявність або відсутність повторного забруднення вод;

— виявляти довгострокові зміни, що відбуваються у водних об'єктах.

Вони також є допоміжною інформацією при визначенні умов скиду, характеру та меж поширення стічних вод; при дослідженні біотрансформації забруднюючих речовин; при боротьбі з цвітінням води та заростанням водоймищ вищими рослинами; при проектуванні гідротехнічних споруд тощо.

Натепер усереднюючого гідробіологічного показника не існує. Якість води визначають, оцінюючи реакцію гідробіонтів на забруднення. Індикаторами-гідробіонтами є зообентос, перифітон, зоопланктон і фітопланктон.

Зообентос — сукупність донних тварин, що живуть на дні або в грунті морських і прісних водойм.

Зообентос формують представники майже всіх груп водних організмів — починаючи від найпростіших і закінчуючи рибами. Деякі тварини можуть постійно або тимчасово прикріплятися до ґрунту, інші — живуть або плавають біля самого дна. Зообентос морів утворюють форамініфери, губки, кишковопорожнинні, плечоногі, молюски, ракоподібні. У прісних водоймищах він представлений найпростішими, губками, війковими та мало-щетинковими червами, п'явками, молюсками, ракоподібними.

Стан зообентосу характеризує зміни водного середовища протягом тривалого часу. Вивчення зообентосу, відібраного в різних місцях водоймища, дає змогу одержати інтегральні оцінки якості води та ступеня забруднення донних відкладень.

Перифітон — поселення водних рослин і тварин на підводних скелях, камінні, річкових суднах, сваях та інших об'єктах.

Основою перифітону є прикріплені гідробіонти, вусоногі ракоподібні, двостулкові молюски, губки, черви, водорості. Дослідження перифітону використовують для оцінювання усередненої якості води водного об'єкта протягом довготривалого періоду часу, а також встановлення фактів забруднення водного об'єкта (за рахунок накопичення токсикантів) у тому разі, коли в момент спостереження вода уже повністю самоочистилася.

Зоопланктон — сукупність тварин, що населяють водну товщу та пасивно переносяться течіями.

У прісноводному зоопланктоні переважають веслоногі, коловертки; у морському — ракоподібні, найпростіші, кишковопорожнинні (медузи, гребневики), крилоногі молюски, яйця та личинки риб. Зоопланктон є достатньо надійним індикатором якості води в малопроточних водоймищах, озерах, водосховищах та ставках. Його досліджують для отримання характеристик якості води в пунктах спостереження за порівняно короткий період часу.

Фітопланктон — сукупність рослинних організмів, які населяють товщу води морських та прісних водоймищ і пасивно переносяться течіями.

Морський фітопланктон утворюють переважно діатомові водорості, перідіней і коколітофоріди; прісноводний — діатомові, синьозелені та деякі групи зелених водоростей. Фітопланктон характеризує якість водних мас, де проходив його розвиток, тому на водотоках забирають проби фітопланктону, які використовують для одержання інформації про рівень забруднення на ділянках, розміщених за течією вище від пунктів спостережень.

За допомогою аналізування гідробіологічних показників можна встановлювати рівень забруднення водного об'єкта як на окремій досліджуваній ділянці, так і поза нею (вище і нижче пункту спостережень). Вивчаючи вміст мікрозабруднювачів, що накопичилися у тканинах риб, молюсків, водяного моху, на дні озер, водосховищ і рівнинних річок, можна встановити динаміку надходження забруднення до водного об'єкта.

Гідробіологічні спостереження за якістю води і донними відкладеннями. Повна і скорочена програми спостережень. Правила відбору проб

Моніторинг гідробіологічного стану водотоків здійснюють на стаціонарній гідрометричній мережі за програмами, зумовленими категорією пункту спостереження. Комплекс гідробіологічних показників якості поверхневих вод визначається насамперед екологозональним типом водного об'єкта, складом і об'ємом стічних вод, їх токсичністю, потребами споживачів води. З'ясування гідробіологічних показників обов'язкове для всіх пунктів спостереження. Моніторинг проводять за скороченою та повною програмами.

У пунктах І та II категорій спостереження за гідробіологічними показниками рекомендують проводити щомісячно за скороченою програмою, щоквартально за повною програмою;

в пунктах III категорії спостереження проводять щомісячно за скороченою програмою тільки у вегетаційний період та щоквартально за пов¬ною програмою;

в пунктах IV категорії спостереження слід проводити щоквартально за повною програмою.

Повна програма гідробіологічних спостережень передбачає визначення таких показників:

— щодо фітопланктону: загальна кількість клітин (103 клітин/см3, клітин/мл); загальна кількість видів; загальна біомаса (мг/дм3, мг/л); кількість основних груп (103 клітин/см3, клітин/мл); біомаса основних груп (мг/дм3, мг/л); кількість видів у групі; масові види та види-індикатори сапробності (найменування, частка в за-гальній кількості, сапробність — насиченість природної води та донних відкладень водойм і водотоків органічними речовинами, здатними розкладатися);

— щодо зоопланктону: загальна кількість організмів (екз/м3); загальна кількість видів; загальна біомаса (мг/м3); чисельність основних груп (екз/м3); біомаса основних груп (мг/м3); кількість видів у групі; масові види та види-індикатори сапробності (найменування, частка у загальній кількості, сапробність);

— щодо зообентосу: загальна чисельність (екз/м3); загальна кількість видів; загальна біомаса (г/м2); кількість груп за стандартним розбором; кількість видів у групі; чисельність основних груп (екз/м2); біомаса ос¬новних груп (мг/м2); масові види та види-індикатори сапробності (найменування, доля в загальній чисельності, сапробність);

— щодо перифітону: загальна кількість видів; масові види, частота повторюваності, сапробність; мікробіологічні показники; загальна кількість бактерій (106 клі¬тин/см3, клітин/мл).

Скорочена програма спостережень за гідробіологічними показниками охоплює з'ясування таких показників:

— щодо фітопланктону: загальна чисельність клітин (103 клітин/см3, клітин/мл); загальна кількість видів; масові види та види-індикатори сапробності (найменування, доля в загальній чисельності, сапробність);

— щодо зоопланктону: загальна чисельність організмів (екз/м3); загальна кількість видів;

— щодо зообентосу: кількість груп за стандартним розбором; кількість видів у групі; чисельність основних груп (екз/м2);

— щодо перифітону: загальна кількість видів; масові види, частота повторюваності, сапробність.

Точність і якісність спостережень забезпечує правильний відбір проб. Для кількісного обліку фітопланктону проби відбирають батометром послідовно з горизонтів: поверхня води, 1; 2,5; 5; 10; 20 м і т.д. Відібрані з кожного горизонту проби зливають у чисте відро, перемішують і відбирають пробу об'ємом 0,5 л. Її консервують, додаючи 5 мл формаліну. На малих ріках та на мілководних ділянках відбір проб проводять простим зачерпуванням 0,5 л води з верхнього горизонту (0,2 м).

Для якісного обліку фітопланктону проби відбирають планктонною сіткою. У глибоких місцях проводиться тотальний лов від дна до поверхні, а на мілині фітопланктон відбирають, проціджуючи крізь сітку не менше 30 л води. Після закінчення вилову осад зливають в окремий посуд і консервують.

Відбір проб зообентосу для якісного аналізу проводять з поверхні або товщі донного ґрунту, а також на доступній глибині з водною рослинністю в прибережній зоні водного об'єкта на ділянці довжиною 50 м в один та другий бік від створу. Живі організми з водних рослин збирають сачком або скребачкою. Відібрану пробу фіксують 4 % розчином нейтралізованого формаліну (1 частина 40 % розчину формаліну на 3 частини води). Збір зообентосу з ґрунту здійснюється за допомогою скребка. На доступній глибині зрізають шар ґрунту і переносять у відро. Обсяг проби становить половину відра. Для відокремлення тварин від ґрунту використовують сачок- промивач. При промиванні частина ґрунту проходить крізь сітку, а залишок змивається в центральну частину мішка. Вміст мішка зливають у банку. Обсяг ґрунту з тваринами повинен становити не більше половини банки. Пробу консервують 4 % розчином формаліну.

Відбір проб перифітону з поверхні свай, дамб, мостів та інших споруд здійснюють за допомогою ножа, пінцета, ложки. Відібрані проби вміщують у банки, заливають на 2/3 водою і консервують за допомогою 1 мл 40 % розчину формаліну.

Гідробіологічні спостереження доповнюють інформацію, отриману за допомогою гідрохімічних і хімічних спостережень. Отримані комплексні дані дають змогу з достатньою точністю і повнотою охарактеризувати стан досліджуваних об'єктів водного середовища, сприяють достовірності прогнозування і виробленню заходів для зниження рівня забруднень.