Додаток 3 Біологічний контроль за санітарним станом водойм

Санітарний стан водойми оцінюють фізико-хімічним, бактеріологічним і гідробіологічним методами. Найбільш точну оцінку можна отримати, застосовуючи усі ці методи і порівнюючи їх результати.

Перевага біологічного методу перед іншими полягає у можливості оцінити не лише стан водойми на момент відбору проби, а й попередні умови, у яких розвинулись виявлені біоценози і прогнозувати стан водойми на майбутнє. Слід відзначити, що водойма реагує на забруднення цілим комплексом взаємозв'язків, тому під час біологічного дослідження вивчають водойму в цілому.

Усі організми-індикатори забруднення води поділяють на катаробів та сапробів. Катароби – це мікроорганізми, що живуть у чистих джерель­них водах, сапроби – організми, які живуть у прісних водах з різним ступенем забрудненості. На здатності певних видів гідробіонтів існува­ти у середовищі з тим чи іншим ступенем забруднення і ґрунтується гідробіологічний аналіз.

Комплекс фізіологічних властивостей даного організму, який зумовлює його розвиток у воді з певним вмістом органічних речовин, з певним ступенем забрудненості, напивається сапробністю даного організму. Оскільки гідробіонти – досить чутливі індикатори зміни екологічних умов, то ступінь забрудненості водойми можна оцінювати за присутністю у ній організмів відомої сапробності.

Залежно від того, як сильно забруднена вода, водойми або їх окремі ділянки поділяють на такі зони: полісапробну, мезасапробну (α і β) і олігосапробну.

Полісапробна зона (р) – це зона дуже забрудненої води, у якій міститься багато органічних речовин та продуктів їх анаеробного розпаду: сірководню, метану, вуглекислоти. Розчиненого кисню у такій воді немає. Організми полісапробної зони представлені малою кількістю видів, але кожен вид розвивається дуже інтенсивно. Для цієї зони характерна велика кількість сапрофітної мікрофлори – мільйони клітин в 1 мл води. Переважно розвиваються організми з гетеротрофним типом живлення: бактерії, у тому числі нитчасті (Sphaerotilus), сульфобактерії (Boggiatoa, Thiotris), бактеріальні зооглеї (Zoogloea ramigera), з найпростіших – інфузорії і безбарвні джгутикові (Bodo, Hexotrichacaudata, Vorticella microstoma). На дні водойми багато гниючих решток рослин і тварин, а також бактеріальної мікрофлори, мул чорного кольору з запахом сірководню. У цій зоні протікають відновні процеси гниття та розкладу.

Рис. 2. Графічна характеристика зон сапробності.

Більш чиста, але все ж ще достатньо забруднена вода характерна для α – мезасапробної зони (α-m), у такій воді у достатній кількості міс­титься вуглекислота, сірководень, є аміак і його похідні. Організми цієї зони представлені малою кількістю видів з інтенсивним розвитком окремих форм, переважають рослинні організми з гетеротрофним та змішаним типом живлення. В α – мезасапробній зоні міститься менше сапрофітних бактерій, аніж у попередній, (сотні тисяч в 1 мл води), з’являються зелені джгутикові, грибки та інші. 3 тваринних організмів переважають сидячі інфузорії (Carchesium). На дні багато гниючих решток.

У відносно чистій воді β – мезасапробної зони (β-m) окрім аміаку є нітрити і нітрати, а також розчинений кисень. Така вода містить мало сірководню і вуглекислоти і майже не загниває, хоча у нічний час може спостерігатись дефіцит кисню у воді. Збільшується різноманітність видового складу організмів, масово розвиваються рослинні організми з автотрофним живленням. Основними формами бета-мезасапробних організмів є бактерії, інфузорії, зелені водорості, ракоподібні, риби. Кількість сапрофітних бактерій становить десятки тисяч в 1 мл води. На дні значна кількість решток відмерлих рослин і тварин, мул жовтого кольору. У незначній кількості розвиваються водні квіткові рослини. Для цієї зони характерні в основному окислювальні процеси.

Для олігосапробної зони (О) характерна чиста вода без аміаку, нітритів, сірководню, але з незначною кількістю вуглекислоти. Завдяки великій кількості розчиненого кисню, вода не загниває. Сапрофітних бактерій мало (десятки або сотні в 1 мл води). На дні незначна кількість органічних решток. Серед організмів олігосапробної зони спостерігають розвиток багатьох видів: зелених водоростей, хризомонад, коловерток, ракоподібних, риб та інших. Показником чистоти води цієї зони служать деякі червоні водорості (Thorea, Batrachospermum) і водяний мох. Широко розповсюджені квіткові рослини.

Оцінювати ступінь забрудненості води можна лише за біоценозами, характерними для тієї чи іншої зони сапробності, а не за окремими видами організмів, навіть індикаторних.

Схематичне уявлення про хімічні та біохімічні процеси, характерні для різних зон сапробності, дають рис.2 і табл.2 додатку.

Таблиця 2

Характеристика сапробних зон водойми.

Показник	Полісапробна зона	Альфа – меза-сапробна зона	Бета – меза- сапробна зона	Олігосапробна зона
Ступінь мінералізації органічних речовин	білкові речовини	аміак, амінокислоти, аміди	NH3, N2O3, N2O5	N2O5 /азотна кислота/
Кисневі умови	анаеробні	напіванаеробні	аеробні	аеробні
Характер біохімічних процесів	відновлювальні	відновно-окисні	окислювальні	окислювальні
Вугільна к-та	багато	досить багато	небагато	мало
Сірководень	багато	досить багато	мало	немає
Форма сполук заліза	FeS	FeS, Fe2O3	Fe2O3	Fe2O3
Проба на загнивання	загниває	загниває	не загниває	не загниває
Джерела кисню	дифузія	дифузія	дифузія і асиміляція	дифузія і асиміляція
Вміст бактерій в 1 мл	сотні тисяч, мільйони	сотні тисяч	десятки тисяч	сотні, десятки
Інтенсивність розвитку окремих форм	звичайно висока	дуже висока	значна	нерідко висока
Різноманітність видів	дуже мала	невелика	значна	дуже велика
Зміна груп	часто миттєва	часто миттєва	досить повільна	досить повільна
Водяні квіткові рослини	немає	немає, мало	небагато	багато
Бентос та його представники	значний наліт сульфобактерій, бактеріальні зооглеї, великі обростання нитковими бактеріями і грибами, в мулі багато хробаків	нальоту сульфобактерій немає, бактеріальні зооглеї, рясні обростання нитковими бактеріями, грибами і сидячими інфузоріями, в мулі багато хробаків і личинок комарів	інтенсивне обростання нитчастими водоростями і діатомеями	помірні обростання зеленими водоростями і діатомеями. У мулі слабкий розвиток хробаків і личинок комарів
Планктон, нектон, нейстон	сульфобактерії, інфузорії, безбарвні джгутикові	переважають тваринні організми, витривалі до нестачі кисню й стійкі до вуглекислоти, багато безбарвних джгутикових	різноманітні рослинні і тваринні організми, у тому числі коловертки, ракоподібні, риби	різноманітні рослинні і тваринні організми, у тому числі коловертки, губки, мохи, ракоподібні, риби
Потреба організмів у кисні	дуже мала	слабка	велика	дуже велика