12. Закономерности распределения взвешенного вещества в водоемах, роль в водных экосистемах.

Основным фактором, определяющим и контролирующим содержание сестона в водоемах, является интенсивность и соотношение продукционно-деструкционных процессов. В зависимости от уровня продуктивности вод содержание взвешенного вещества может различаться на 2–3 порядка – от десятых долей миллиграмма в 1 дм³ (сухая масса) в олиготрофных до десятков миллиграмм – в эвтрофных и сотен миллиграмм – в гиперэвтрофных водоемах. Распределение сестона в водоемах носит сезонный характер, при этом сезонная динамика концентрации взвешенного вещества зависит от трофического статуса водоема. Так, в олиготрофных и мезотрофных водоемах наблюдаются весенний и осенний подъемы, а в эвтрофных – летний максимум концентрации сестона. Концентрация сестона в водоемах находится во взаимосвязи с их загрязнением, увеличиваясь по мере повышения уровня загрязнения.

Взвешенное вещество включается в круговорот по следующей схеме: взвешенное вещество – деструкционные процессы и его разложение – растворенное вещество. Соотношение между растворенным и взвешенным веществом варьирует в разных водоемах и в течение года, но при этом количества растворенного вещества в них значительно больше по сравнению со взвешенным. Время оборота взвеси в водоемах колеблется, составляя несколько суток или более, но в целом невелико. Таким образом, взвешенное вещество является важным компонентом водных экосистем, его роль в их функционировании велика и разнообразна.

13 Биологический анализ качества воды

Под биологическим анализом понимают оценку качества воды по растительному и животному населению водоема. Биологический метод позволяет обнаружить воздействия, предшествующие времени анализа, тогда как физико-химический и бактериологический методы дают возможность судить о составе воды в момент отбора пробы и в том месте, где был сделан отбор. Если последние методы позволяют судить преимущественно об интенсивности и составе загрязнений, то биологический анализ дает возможность судить о степени и характере нарушенности водных экосистем, последствиях загрязнения.

Проведение биологического анализа загрязнения водоемов включает задачи: 1) определение степени нарушенности водного объекта, или постановка диагноза; 2) выяснение механизма формирования чистой воды; 3) организация систематических гидробиологических наблюдений, мониторинга; 4) разработка методов исследований и составление прогноза.

Применение биологического анализа вод может преследовать 2 разные цели. Во-первых, систематическое накопление объективных биологических данных, характеризующих экосистемы природных вод. Ценность этих материалов будет возрастать со временем, так как в дальнейшем они дадут возможность обоснованной констатации происходящих в природе изменений, в частности под влиянием антропогенных факторов. Во-вторых, оценка качества вод в настоящее время с помощью сравнительных исследований.

14. Классическая система сапробности

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.