книги из ГПНТБ / Микробиология и гидробиология природных и сточных вод учеб. пособие

дками, в течение двух суток. Поэтому верхняя граница второ­ го пояса зоны санитарной охраны водоисточников и водопро­ водов, исчисляется расстоянием, которое данная река протека­ ет до зоны первого пояса за двое суток. Нижняя граница вто­

бом вверх по течению реки и обычно отстоит от зоны первого пояса на 500, 1 ООО м, смотря по взаимоотношению русла ре­ ки и направлению господствующих ветров.

На территории второго пояса санитарной охраны водоис­ точников и водопроводных сооружений запрещается разработ­ ка недр, постройка фабрик , заводов, жилищ, поселений и дру­ гих сооружений без разрешения государственного санитарного надзораВторой пояс охватывает большие площади и ограж­ дению не подлежит. На проезжих магистралях и на видных местах его границ выставляются объявления 'с перечислением основных Ограничений на территории пояса.

Все ограничения и запрещения, направленные на охрану

ние «Обязательного решения облисполкомов о зонах санитар­ ной охраны водопроводов», которое должно быть приложено к проекту зон санитарной охраны водопроводов, уже принято­ му облисполкомом. Второй пояс устанавливается также и для водоводов по всей трассе их, захватывая территорию по 40 м от оси водоводов в обе стороны по всему их протяжению.

В застроенной части второй пояс зоны санитарной охра­ ны водовода захватывает полосу земли в 10—15 м от оси во­ доводаПрактически для рек Европейской части СССР верх­ няя граница второго пояса определяется расстоянием в 30— 60 км. От берегов захватывается территория шириной.3—5 м в обе стороны от оси реки. На полосе 150—200 м вдоль бе­ регов реки в районе первого пояса необходимо сохранить име ющийся лес, а если его нет — насадить.

Третий.пояс санитарной охраны водоисточников и водо­ проводов охватывает первые два пояса. В этот пояс включа­ ются территории с населенными пунктами и промышленными предприятиями, которые так или иначе могут влиять на сани­ тарное состояние первых двух поясов.

Зона наблюдений всецело находится под контрольным наблюдением местных санэпидстанций.

91

Зоны санитарной охраны устанавливаются также и Для" подземных, ^артезианских и родниковых \ключевых) водоис­ точников, причем принимается во внимание характер почвы и подпочвенных пород, перекрывающих подземные источники, а также скорость просачивания через них поверхностных ат­ мосферных вод, могущих увлекать за собой загрязнения, осо­ бенно в границах так называемой воронки депрессии вокруг водозабора. Практически на основании опыта и наблюдений радиус этой воронки для артезианских скважин, а с ним и радиус второго пояса санитарной охраны рекомендуется при­ нимать примерно в 250 м.

Первый пояс санитарной охраны подземных источников охватывает сами источники, здания насосных станций, резер­ вуары запасной воды и др. сооружения и оформляется так же, как и первые пояса охраны открытых водоисточников. .

Ч А С Т Ь I I I .

ГИДРОБИОЛОГИЯ ПРИРОДНЫХ

источных вод.

Гл а в а I . Гидробиология как наука

На земном шаре воды значительно больше, чем суши. По­ верхность земного шара исчисляется приблизительно в 510 млн- км*. Из них на долю водной поверхности приходится

только 0,5% *) — н а долю пресных вод. Все эти воды населе­

ны неисчислимыми количествами животных, растений, микро­ бов, начиная от микроскопически малых микробов до огром­ ных, китов.,

Гидробиология как наука возникла в семидесятых годах прошлого столетня. Она не просуществовала еще полных ста лет. Возникла гидробиология в связи с развитием мирового рыбного хозяйства. Затем гидробиологией стали пользовать­ ся и другие отрасли народного хозяйства — промыслово-пи- щевая служба здоровья и химия. Общая гидробиология стала

*) Из них 0,1% (пятая -часть пресных вод всего земного шара) на­ ходится в одном Байкальском озере. •

92

I

разделяться на гидробиологию соленых (морских) вол и гид робпологию пресных водКак та, так и другая гидробиологии

и разные термины для определения предметов изучения. На­

гия пресных вод все такие организмы и мертвые взвеси чаще

способностью к собственным активным или пассивным движе­ ниям, удерживаясь во взвешенном состоянии. Биосестон де­ лится в свою очередь на планктон, нейстон, наннопланктон, нектон. Под планктоном (блуждающий) разумеются все ор­ ганизмы, пассивно или активно удерживающиеся в толще во­ ды во взвешенном состоянии. Под нейстоном разумеются орга­ низмы, требующие особенно "много света и кислорода, обяза­ тельно в условиях поверхностного натяжения пленки воды*).

В толще воды во взвешенном состоянии могут находить­ ся и мелкие животные и мелкие растения. Соответственно для

*) Некоторые из таких организмов используют верхней поверхно­ стью своего тела надводный атмосферный воздух и называются п л е й-

с т о н (плавающий).

93

мов и для водоемов пресных вод.,

Донные растения объединяются общим термином фитобентос, а донные животные — зообентос.

Неподвижные части реки, озера — прибрежные камни, сваи часто обрастают водорослями, нитчатыми микробами. Та­ кие обрастания называются перифитдном.

Из приведенных многочисленных терминов чаще всего применяются два — бентос и планктон. Под бентосом объеди­ няют все, что связано с дном водоема и с его неподвижными частями, камнями, сваями и проч. Под планктоном объединя­ ется все, что удерживается во взвешенном состоянии в толще воды водоемаВсе живые существа, обитающие в водоемах, называются гидробионтами.

Каждый водоем, а иногда и обособленные так или иначе части его,-имеют в себе живые организмы, тесно связанные между собой общими условиями жизни и в первую очередь ресурсами питания, имеющимися в водоеме.

Сообщества живых организмов. —-животных и растений,

— которые живут совместно в одном водоеме, приспособились здесь к однородным для них условиям жизни, приспособились друг к другу, взаимосвязаны -друг с другом, называется био­ ценозами (bios — жизнь, koinos — общий). Такая совместная жизнь гйдробионтов, членов биоценозов, обеспечивает им и их потомству существование в водоеме и жизнестойкость.

Все живые существа, обитающие в водоеме, могут нахо­ диться друг с другом в разных взаимоотношениях—антагони­ стических, симбиотическях, метабиотических. Антагонистиче­ ские взаимоотношения в своей,основе имеют борьбу за суще­ ствование, в первую очередь борьбу за пищу- В результате

94

»

непрочь попитаться и своими же собратьями, более мелкими и менее поворотливыми. Все водоросли, за редким исключени­ ем, являются продуцентами. Все протозоа. простейшие живот­ ные — инфузории, а также коловратки — кон'сументы.

Г л а в а I I . Адаптация и изменчивость гидробионтов

Вся эволюция жизни на земле, самовозникновение коацерватных капель, «протобпонтон» зависели от экологических факторов мирового океана. Менялись экологические условия, приспосабливались, адаптировались к ним протобионты, мнк-

и по наружному виду. По осолонеиностп гидробиология разли­

точннковСодержание солей в воде свыше 1000 мг обычно ха­ рактерно уже для вод подземных источниковхотя воды мио

-дя р. Грушевкп по анализу от.20. IX 1934 г. содержала всего 2558,8 мг солей иа литр). Хлористого натрия воды южных рек зачастую содержат. 400—650 мг/л- Конечно, разная осолоненность вод водоемов создает и разные биоценозыДаже незна­ чительное изменение солевого1 состава может изменить и со­ став биоценоза. Так, наличие в воде железа способствует на­

личию в составе биоценоза железистых бактерий. Наличие железа же в воде способствует развитию диатомовых водо­ рослей и, наоборот, зеленые водоросли развиваются лучше при отсутствии железа. Наличие марганца в воде лодавляет развитие сине-зеленых водорослей, они начинают усиленно размножаться после спада половодья, когда прекращается вынос марганца со дна родоема сильными течениями.

Температура воды водоемов является одним из важных факторов состава биоценозов. Только диатомовые водоросли имеют колоссальную способность переносить холод и жить и на севере во льду и в снегу, и в горячих источниках с темпе­ ратурой 60—70° и выше. Наиболее благоприятные температу-

96

ры для многих гидробионтов выше 20°. Температуры ниже 10" (6—7°) по большей части анабиотические, когда жизнеде­ ятельность гпдробпонтов прекращается, особенно прекраща­ ется размножение ихХвостатая туфелька (Paramaccium cau-

множаются партеногенетпческп, девственно, без оплодотворе­ ния и дают исключительно самок. Будучи подвергнуты затем­ нению, они через 42—43 час дают самцов и переходят к поло­ вому размножению (Brachionus rubens).

Появление в воде водоемов сероводорода губительно для большинства ракообразных. Дафнии, например, гибнут при на личин его в воде (Daphnia longispina). Но многие сине-зеле­ ные водоросли переносят значительные концентрации серово­ дорода в воде (осциллаторйи, формиднп). Сероводород -в во­ де переносят даже зеленые жгутиковые эвглены (Englena viridis), некоторые зеленые водоросли (Polytoma uvella) и не­ которые диатомовые.

Реакция воды для пресноводных гидробионтов наиболее благоприятна в пределах рН — 6,5—8.5. Кислород-в водоемах концентрируется главным образом в верхних слояхЗдесь же концентрируются поближе к свету и зеленые водоросли, по­ требители углекислоты, фотосиитезирующне, продуценты .кис­

истости) зеленые продуценты кислорода, а с ними и насыщен­ ность воды кислородом быстро падают. В глубоких слоях во­ ды, где преобладают зообионты, потребители кислорода, воз-- растает концентрация углекислого газа. поднимающегося кверху, где он и ассимилируется водорослями..

Характер дна водоема также влияет на биоценозыСу­ ществуют бентосные гидробионты, предпочитающие каменис­ тое дно (литофилы): , предпочитающие песчаное дно,.^(псам­

97

Радиоактивные вещества могут попадать в водоемы при прямом попадании осадков после взрывов атомных бомб или при прямом облучении водоемов, а чаще при загрязнении во­ доемов радиоактивными отходами промышленности или спе­ циальных лабораторий.

По данным академика Вернадского В. И. эти вещества концентрируются в живых организмах водоемов главным об­ разом в гидробмонтах планктона. Накопление радиоактив­ ных элементов, попавших в воду водоемов, происходит в теле всех животных организмов, имеющихся в йоде, как в низших водорослях, так и в рыбах, и в теле водоплавающей птицы. Кон­ центрация радиоактивных веществ гидробионтами по Вернад­ скому В. И. происходит в десятки раз больше, чем в самой воде. По данным США радиоактивность микроорганизмов планктона водоема превышает радиоактивность воды того же водоема до 2000 раз.

Наибольшее накопление в теле гпдробионтов происходит

.радиоактивных изотопов, обладающих большим периодом по­ лураспада— Sr9 0 , Са4 5 , Fe5 5 , B i 2 4 0 , а также Ra2 2 5 , Ро2 1 0 - Быстровыделяющиеся из организмов С1 4 , Sr8 9 , Cr1 3 7 , Со6 0 , Р 3 2 накап­ ливаются в телах гидробионтов в меньших количествах.

Еще менее концентрируются такие радиоактивные эле­ менты, которые имеют короткий период полураспада, как Na2*, К4 2 .

Труднорастворимые радиоактивные изотопы попадают на дно водоемов и концентрируются в теле бентосных гидроби­ онтов.

Радиоактивные изотопы обнаруживаются в теле гидроби­ онтов только с помощью дозиметрических приборов.

На фоне всех этих внешних условий существования в био­ ценозах происходит внутривидовая борьба за существование, за питание, складываются межвидовые взаимоотношения (дружественное взаимополезное сожительстве», симбиоз, н.и- жестокий антагонизм или, наконец, метабиоз, когда один ор­ ганизмы питаются продукцией (выделением) других).

В водоемах всегда существует антагонизм между водо­ рослями и микробами. Чем больше водорослей, тем меньше в. водоеме микробов. Водоросли губят микробов, непосредствен­ но питаясь ими, а также выделяемыми своими фитонцидамиВодорослями же питаются простейшие животные, а-^акже ко­ ловратки, ракообразные, Однако темпы развития и размноже­ нияводорослей значительно превосходят все другие виды

пресноводных гпдроб,понтов. Хлорелла, например, интенсивно­ стью своего развития без периодов покоя, превосходит многие водоросли, проходит весь цикл своего развития в 6—8 час и угнетает даже сине-зеленые водоросли.

Общее количество органического вещества в живых орга­ низмах водоема, исчисляемое на I кв. метр поверхности во­ доема или на 1 кубометр воды, называется биомассой водое- • ма. Общее количество органического вещества, производимо­ го живыми организмами водоема за единицу времени, вклю­ чая микробов, водоросли, простейших, а также рыб и другихживотных, называется продукцией (приростом продукции) во­ доема.

Изучение не только самих гндробнонтов, но и экологиче­ ских факторов существования их в водоемах позволит управ­ лять биоценозамидавать простор размножению гидробиоитов, желательных для пользы дела, или угнетать нежелательных.

Исследование планктона. Для исследования планктона пробу отбирают в нескольких местах и из разных глубин при помощи батометров или специально приспособленных буты­ лей с грузом, с ле.гко открывающейся пробкой при помощи при­ крепленного к пробке шнура. Опустив бутыль на заданную глубину, бутыль открывают и дают ей наполниться. Пользу­ ются также и специальными насосами, действуя ими осторож­ но, чтобы ие повредить живые организмы сильными струями. Поверхностные планктонные воды зачерпывают кружкой пли другим сосудом с лодки или помоста.

Для исследования нанопланктона, самого мелкого, часть захваченной воды после задержки более крупных гндробнон­ тов центрифугируют, осадок из центрифужной пробирки пи­ петкой переносят на предметное стекло и исследуют под ми­ кроскопом- В последнее время вместо центрифугирования для получения нанопланктона рекомендуется фильтрация пробы во­ ды через мембранный префильтр с величиной пор в 3—5 мк (предварительный ультрафильтр). Это удобно для задержки на фильтрах,жгутиковых (флагеллята) и других мелких гнд­ робнонтов.

Для задержки более крупных планктонеров (например, инфузорий, коловраток) также можно пользоваться мембран­ ными предварительными ультрафильтрами с величиной пор в 3—5 мк. Г. Кольквитц рекомендовал мембранный фильтр с

99 .