16 Системы биологической оценки качества воды

История контроля качества вод берет свое начало в середины XIX века. В 1850 году в Лондоне была опубликована книгаХессела, в которой автор дал оценку качества воды по организмам фито- и зоопланктона. Английский гигиенистПаркс включил метод Хессела в руководство по практической гигиене. Во второй половине XIX века была установлена некоторая зависимость видового состава гидробионтов от химического состава вод и прежде всего от растворенных в воде органических веществ. В различных странах Европы проводятся исследования, показывающие тесную связь между составом населения водоемов и водотоков и качеством их воды.

Классическая система показательных организмов, используемая для оценки степени загрязнения вод, была создана КольквитцемМарссоном, и послужила основой многих последующих систем биологического анализа. В статье, опубликованной ими в 1902 году, содержалось подробное изложение вопросов о гидробиологическом анализе вод. Авторы предложили двум основным группам показательных организмов дать название «сапробионты» для обитателей сточных вод и «катаробионты» для организмов, населяющих чистые воды. Под сапробностью авторы системы понимали способность организмов развиваться при большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Однако позднее было доказано, что сапробность организма обусловливается как его потребностью в органическом питании, так и резистентностью по отношению к вредным продуктам распада и дефициту кислорода в загрязненных водах. Кольквитц и Марссон установили 4 зоны загрязнения (полисапробная, α- и β-мезосапробная, олигосапробная) и дали списки видов-индикаторов загрязнения, характерных для каждой из них. Полисапробные воды в химическом отношении характеризуются бедностью кислорода, большим содержанием углекислоты и легко разлагающихся белков и углеводов. Население полисапробных вод обладает малым видовым разнообразием, но отдельные виды могут достигать большой численности. Для α-мезосапробных вод характерно энергичное самоочищение в результате окислительных процессов за счет кислорода, выделяемого растениями. Большой численностью обладают грибы и бактерии, достигающие сотен тысяч в 1 см³. Могут обитать нетребовательные к кислороду виды рыб. В β-мезосапробных водах процессы самоочищения протекают менее интенсивно чем в α-мезосапробных. В них доминируют окислительные процессы, нередко наблюдается перенасыщение кислородом, преобладание таких продуктов как нитриты и нитраты. В этих водах разнообразнее представлены животные и растительные организмы. Для олигосапробных вод характерна почти полная минерализация органических веществ. Число бактерий не более 1 тысячи в 1 см³.

Над расширением и уточнением списков видов-индикаторов, предложенных Кольквитцем и Марссоном, позднее работали многие исследователи. В работах русских исследователей большое внимание уделялось популяризации классической системы, но одновременно она подвергалась проверке. Основываясь на огромном личном опыте, Никитинский рекомендовал для каждого водотока устанавливать биологическую картину, свойственную участкам, относительно которых не возникает сомнений в их чистоте, и картину для участков заведомо загрязненных. Никитинский отмечал, что суждения о степени загрязнения необходимо основывать на общей сумме всех признаков, характеризующих биологическую картину в исследуемом участке.

Значительный вклад в разработку методов внесли Зелинка, Марван, Слодечек. Последний дополнил список видов индикаторных организмов.