Чрезмерно загрязнение водоемы заселяют малощетинковые кольчецы, личинки комара-звонца и ильиной мухи.
При сбросе в водоем токсических веществ, содержащихся в промышленных сточных водах, происходит угнетение и обеднение фитопланктона. При обогащении водоемов биогенными веществами, содержащимися, например, в бытовых стоках, значительно повышается продуктивность фитопланктона. При перегрузке водоемов биогенами возникает бурное развитие планктонных водорослей, окрашивающих воду в зеленый, сине-зеленый, золотистый, бурый или красный цвета ("цветение" воды). "Цветение" воды наступает при наличии благоприятных внешних условий для развития одного, редко двух-трех видов. При разложении избыточной биомассы, выделяется сероводород или другие токсичные вещества. Это может приводить к гибели зооценозов водоема и делает воду непригодной для питья. Многие планктонные водоросли в процессе жизнедеятельности нередко выделяют токсичные вещества. Увеличение в водоемах содержания биогенных веществ в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождаемые чрезмерным развитием фитопланктона, называют антропогенным эвтрофированием водоемов.
МЕТОДЫ БИОТЕСТИРОВАНИЯ.
Проведение биологических исследований имеет свои особенности в стоячих и текущих водоемах.
Для изучения рек и ручьев большое значение имеют перифитонные организмы, те, которые дают картину общего состояния воды за достаточно длительный промежуток времени, предшествующий исследованию. Быстрые колебания степени загрязнения воды плохо уловимы с помощью перифитона и для их наблюдения лучше подходят гидрохимические и бактериологические методы.
Также случайные загрязнения местного характера легче всего могут повлиять на характер населения дна (т.е. организмов бентоса) в таких водоемах.
Это обстоятельство заставляет при исследовании рек обращать внимание на быстрые места их течения - перекаты, плотины и т. д. Если мы хотим получить представление об общем состоянии реки, то станции необходимо выбирать именно здесь. Если же нас интересуют разовые или местные загрязнения необходимо исследовать обитателей дна в местах со слабым течением - в заводях, бочагах и т.п. После впадения в реку тех или иных загрязненных стоков последние сносятся течением вниз по реке и откладываются в более глубоких местах реки с замедленным течением.
Биологическое исследование стоячих водоемов, как правило, интерпретируется более легко. Здесь, прежде всего, необходимо проведение комплексных исследований с тем, чтобы иметь более полное представление о состоянии водоема. Чем крупнее исследуемый водоем, тем большее количество разнообразных станций надо выбирать по его периметру.
Почти любое использование воды влияет на ее качество. Использованная вода обычно возвращается в реки или отстойники для восстановления. Это может оказать нежелательное влияние на жизнь, если использованная вода будет сильно отличаться от естественной.
Сообщества зообентоса являются мониторными протекающей над ними воды, поскольку достаточно стабильно связаны с определенными биотопами в течение длительных отрезков времени, а загрязнения в наибольшей степени концентрируются в придонных слоях воды.
Общепринято, что оценка степени загрязнения водоемов по показательным организмам и их видовому разнообразию более объективна. Однако для оценки качества воды необходимо учитывать и региональную оценку.
Количество участков реки, выбираемых для обследования, определяется целями работы. При исследовании качества воды на всем протяжении водотока места отбора проб выбирают через равные интервалы от истока до устья.
При выборе участков отбора проб следует учитывать ряд условий. На них не должно быть мелководий с густой водной растительностью, а также затонов с застойной водой. И в том, и в другом случае донное население может значительно отличатся от такового на участках реки с нормальной скоростью течения воды.
Очень важно, чтобы в пробах на каждом из обследованных участков были представлены донные организмы различных биотопов: илистых, песчаных и каменистых грунтов. Чем разнообразнее участок по числу местообитаний, тем число проб должно быть больше. Но и на участках с однообразным дном число проб должно быть не менее трех.
Пробы грунта с обитающими в нем донными организмами отбирают с помощью специальных ловушек: закидной драги и сачкового скребка.
Оценка качества воды рек и озер по биотическому индексу.
О чистоте воды природного водоема можно судить по видовому разнообразию и обилию животного населения. Показателем качества воды может служить биотический индекс, который определяется по количеству ключевых и сопутствующих видов беспозвоночных животных, обитающих в исследуемом водоеме. Самый высокий биотический индекс определяется числом 10, он отражает качество воды экологически чистых водоемов, вода которых содержит количество биогенных элементов и кислорода, в ней отсутствуют вредные газы и химические соединения, способные ограничить обитание беспозвоночных животных.
Для определения биотического индекса необходимо взять пробу воды из водоема с помощью водного сачка. В исследуемой пробе определяют ключевые виды и группы сопутствующих видов. Под группой сопутствующих видов в одних случаях понимают род, или семейство, или класс беспозвоночных, в других - каждый вид.
Определив количество групп и число ключевых видов, находим в таблице вертикальный столбец и горизонтальную графу и на их пересечении определяем биотический индекс (табл.2.). Эта цифра и будет показателем биотического индекса данного водоема. Существенным дополнением к биотическому индексу может стать определение численности особей ключевых видов. Чем больше число особей ключевого вида, тем экологически чище водоем. Единичные особи ключевых видов свидетельствуют об ухудшении условий жизни. В оценку БПИ включены только виды и группы организмов, которые имеют значение для оценки качества воды.
Таблица 2.
Соответствие между типами водотоков, классами качества воды и биотическим индексом (БПИ).
| Тип водотока, группа, подгруппа | Класс качества воды | Воды | БПИ |
| Чистые, 1.1 | I | Очень чистые | 10-9 |
| Чистые - слабо загрязненные, 1.2-2.2. | II | Чистые | 8-7 |
| Умеренно-загрязненные,3 | III | Умеренно загрязненные | 6-5 |
| Загрязненные,4 | IY | Загрязненные | 4 |
| Грязные,5 | Y | Грязные | 3-2 |
| Очень грязные,6 | YI | Очень грязные | 1-0 |
По полученным значениям БПИ определяют санитарно-экологический тип водотока и класс качества вод, принятый в системе Общегосударственной службы наблюдений и контроля (табл.3).
Таблица 3.
Перерасчет результатов количественного учета на значение частоты
| Значение частоты, h | Зоопланктон | Макробентос |
| Доля одного вида в общем количестве экземпляров: | Количество экземпляров на площади 0,1 м2 грунта водоема | |
| 1 | Не более 1 | 1-5 |
| 2 | 3 | 4-10 |
| 3 | 4-10 | 11-50 |
| 5 | 10-20 | 50-150 |
| 7 | 20-40 | 150-500 |
| 9 | 40-100 | Свыше 500 |
| Зона | Условное обозна-чение | Численное значение | Зона | Условное обозна-чение | Численное значение |
| Олиго-сапробная | o | 1 | Альфа-мезосапробная | a | 3 |
| Бета-мезосапробная | b | 2 | Полисапробная | r | 4 |
Простота расчета БПИ за счет исключения из анализа некоторых групп, позволяет получить экспресс-информацию о качестве воды, как в лабораторных, так и в экспедиционных условиях.