Летние практики_ocred

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования «Национальный исследовательский ядерныйуниверситет «МИФИ»

ОБНИНСКИЙИ ИНСТИТУТ АТОМНОИЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Факультет естественных наук

Е.И. Сарапульцева, Д.В. Ускалова

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО К ПОЛЕВЫМ И ЛАБОРАТОРНЫТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ

Учебное пособие по курсу «Биологический мониторинг окружающей среды»

Обнинск 2016

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования «Национальный исследовательский ядерныйуниверситет «МИФИ»

ОБНИНСКИЙИ ИНСТИТУТ АТОМНОИЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Факультет естественных наук

Е.И. Сарапульцева, Д.В. Ускалова

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО К ПОЛЕВЫМ И ЛАБОРАТОРНЫТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ

Учебное пособие

по курсу «Биологический мониторинг окружающей среды»

Рекомендовано к изданию

Редакционно-издательским советом института

Обнинск 2016

2

УДК 378.147

Сарапульцева Е.И.., Ускалова Д.В. Практичесчкое руководство к по- левым и лабораторныторным занятиям по курсу «Биологический монитоо- ринг окружаюющей среды»: учебное пособие для бакалавров, обучаю-

щихся по направлению «Биологияя»».. −— Обнинск:: ИАТЭ НИЯУ МИФИ,

20166. –— 40 с.

В пособии дано описание полевых и лабораторных занятийй, направлен-

ных на освоение навыков оценки качества среды обитания водных растений и животныхвв зонах радиационного и химического загрязнения.. К некоторым главам пособия даны приложения,, в которых приведены методическая

справка по наиболее значимимым биоиндикаторамрм, а также характеристика тест-ообъектов и справочный материал для тест-контроля.

Учебное пособие предназначено для бакалавров, обучающихся по

направленилению «Биология»».

.

Рецензентыы::

д.б.н.. А.А.. Удалова д.б.н.. О.Ф. Филенко

Темплан 2016, поз.. 39

© ИАТЭ НИЯУ МИФИ,,2016 г.

ОЕЕ.И.И..Сарапульцева, Д.В.. Ускалова, 2016 г..

3

Введение

Природная среда, в которой мы живем, формировалась в течение многих сотен миллионов лет. Современный облик Земли и состав ос- новных сред обитания живых организмов —– почвы, воздуха, воды −— созданны и поддерживаются благодаря жизнедеятельности и взаимо- действивию мириадов живых существ. Искусскутвенно создать среду оби- тания для человека не удается. Только биота (совокупность разнооб- разных живых организмов) поддерживает и регулирует качество сре- ды, т.е. ее параметры, необходимые для жизни (температуру, влаж- ность, солевой состав, соотношение газов в атмосфере, климати прр..)). Сейчас науке известнны не менее 7 млн.. биологических видов, и уче- ные считают, что эта цифра составляет только часть от реально сущее- ствующего разнообразия обитателей Земли.

Человек адаптирован,,т.те.е. может комфортно существовать только в

современных природных экосистемах.. Поэтому одной из задач специ-

алистов-биологов является анализ биоразнообразия природной среды и мониторинг последствий антропогенной деятельности человека для поддержания экологического равновесия в природе (относительной устойчивости видового состава экосистем и состава сред жизни), ко- торое и обеспечивает здоровье человека.

4

Глава 1. МЕТОДЫ ПОЛЕВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1..11.М.Мониторинг фитопланктона пресноводных проточных и стоячих водоемов

Растительные сообщества являются одним из основных компоненн- тов любого экотопа. В водоемах растения представленыпланктоном,,в состав которого входят водоросли (харовые, зеленые, протококковые,

диатомовые) и высшие растения(гигро( - и гидрофитыиты)).

Планктонные и высшие водные растения являются надежнымиинн- дикаторами качества среды их обитания, т.к. напрямую связананы с воднойсредой, обитаютв экотопах длительное время, имеют высокую численность, удобны для отбора проб, а в условиях хронических ан- тропогенных нагрузок могут реагировать даже на относительно сла- бые воздействия вследствие куммулятивного эффектакта.

В системе мониторинга состояния окружающей среды существуют общие принципывыбора пунктов (или станций) наблюдений за состо- янием растительного планктона. Отбор проб (месторасположения станций пробоотбора) осуществляется на участках до и после источ- ников загрязнензнений (ннаселенных пунктов, промышленных или сель-

скохозяйственнвенных комплексов, сброса сточных вод и прочеее)). Выше по течениению от источника загрязнения берется отбор контрольной про- бы. Ниже по течениению отбор проб осуществляется в нескольких пункк- тах для оценки самоочищаюочищающей способности водоема. Количество проб, отбираеммых на участке рекии, расположенном ниже источника загрязнения, должно значительно превышать количество проб, взятых выше источника.

При отборе проб надо учитывать, что влияние промышленных и бытовых стоков на фитопланктон сказывается только через 2-−3 сутт.. Поэтому при большой протяженности водных объектов и высокой скорости течения (например, 0,5 м/с) первый пункт отбора проб сле- дует расположить через 43 км, второй −— через 86 км,,а третий −— через 130 км, что соответствует расстоянию, пройденному водной массой за

1,2,2, 3 сут соответственноно..

5

При исследовании влияния сточных вод в малопроточных или нене--

проточных водоемах трансекты (ппоперечные срезы реки) в пунктах пробоотбора закладываются с учетом факторов, которые оказывают

влияние на течение., например., ветрветровыховых сгонов., так как ветровые тете-

чения могут превосходить склоновые.. Например, первую точку про-

боотбора следует заложить за 200 м до сброса сточных вод, вторуую -– в

месте сброса и для оценки самоочищаюочищ ющей способности водоема тре-

тью точку закладывают через 200 м после сброса, четвертую —– через 500 м и пятую –- через 1 км.. При работе на озерах и водохранилищах необходимо исследовать устья впадающих рек и наиболее крупных

ручьев., а также основные заливы.. На крупных водоемах такоготакого типа

число станций на трансектах должно быть пропорционально площади

обследуемыхзаливоваливови плесов..

Как изложено в методических рекомендациях по гидробиологичее-

скому мониторингу пресноводных систем (напримермер,[2]),[2]) при работе на водохранилищах, озерахх, глубоководных прудах отбор проб осу-

ществляетля ся из слоя, где возможен фотосинтез (из трофогенного

слоя), глубина которого равна утроенному значеничению прозрачности, измеренной по беломудиску Секки (рис..1 б6)).

Рис.. 1.. Бутылочный самодельный батометр (а) и диск Секки (6б) (по А.С.

Боголюбову)

6

Однако некоторые из них имеют недостатки и не рекомендуются к использованиованию в ряде случаев. Например, батометр Руттнера(рис(рис..3

а), погружаясь в водоемм, своим нижним диском разбивает поверх- ностнуную пленку и перемешивает организммы водной толщи, что не позволяет проводить послойный анализ фитопланктона. Лучший ре- зультат дают батометры, у которых при погружении обе створки находятся в вертикальном положении и не мешают вырезанинию опре- деленного столба воды. Наиболее прост в использовании батометр А.В.. Францевича (рисс. 3 б6)). Его способность вырезать метровый слой жидкости особенно ценна при исследовании вертикального распредее- ления водорослей..

При комплексных работах, когда необходимо получить одноврее-

менно воду для биологического и химического анализов, следует применять батометры большего рабочего объема. К таким приборам относится планктобатометр ДК (Дьяченко-Кожевниковой), емкость которого у большой модели равна10, ау малой −— 5 л. Еще более удо- бен батометр Молчанова ГР-18 (рис..3 в)). Он предназначен для взятия проб воды с разных глубин водоема и одновременного измерения температурыводыиссследледуемогмоо слоя (от 1 до 40 o°С)). Батометр ГР-18 имеет два цилиндра из органического стекла, емкость которыхне ме- нее 4 л.

Для анализа фитопланктона в случае его небольшого количества

необходимо прибегать к методам сгущения и консервации. Наибоо-

лее распространенными методами концентрирования планктона яв- ляются седиментация (осажждение отстаиванием) или фильтрация про- бы водычерез мелкопористые мембранные фильтрыы.. Седиментационн- ный метод заключается в отстаивании законсервированной исследуе- мой пробыводыв темном прохладном месте не менее 10 сутт.. Объем пробы обычно составляет от 0,5 до 1| л.

Для фиксации проб применяется формалин, однако он разрушает нежные флагеллаты и не ликвидирует газовые вакуоли у сине- зеленыхх, что мешает их осаждению. Поэтому в качестве фиксаторов можно использовать йодистый калий или раствор, приведенный в

9