Смекни!
smekni.com

Биоиндикационные методы определения занрязнений водоемов по комплексу беспозвоночных (стр. 3 из 4)

Определение сапробности водоема по методу Пантле и Букка.

В 1955г. выходит работа Пантле и Букка (по Макрушину, 1978), в которой они характеризуют степень загрязнения индексом сапробности (S). Индикаторную значимость (s) они приняли у олигосапробов за 1, бета-мезосапробов за 2, бета-мезосапробов за 3 и полисапробов за 4. Относительное количество особей вида (h) оценивается следующим образом: случайные находки – 1, частая встречаемость 3 и массовое развитие – 5.

Данный метод позволяет сравнить состояние водоема в разных пунктах, например по продольному профилю реки, и представить результаты в цифровом и графическом виде. Зонам сапробности s придается цифровое значение от 1 до 4 в порядке возрастания загрязнения. Определяется также частота встречаемости h организмов в сообществе. Обе величины входят в формулу для вычисления индекса сапробности:

Ind s=S (sh) / (S h).

В полисапробной зоне он равен – 4,0-3,5, в бета-мезосапробной –3,5-2,5 в бета-мезосапробной зоне – 2,5-1,5 и в олигосапробной зоне 1,5-1,0.

Частоту встречаемости учитывают по девятибалльной шестиступенчатой шкале частот со следующими обозначениями: 1-очень редко, 2-редко, 3-нередко, 5-часто,7-очень часто, 9-масса. Кроме того, вводятся понятия «обнищание» и «мертвая» зона, что особенно характерно для промышленных стоков. Интервал точности для статистической надежности 95 %.

S=s±t0,05sS=2,51±2,02*0,1;

S=2,51±0,2.

Обычно индекс сапробности вычисляется с точностью до 0,1.

Однако многие виды-индикаторы встречаются в водах 2, 3 или 4-х зон сапробности, что является причиной неточности при установлении средней сапробности биоценоза.

По мнению Насибулиной Б.М. (Астраханский государственный университет): «метод Пантле-Букка дает более надежную информацию в районах, испытывающих влияния загрязнений органического характера, поэтому для объективной оценки загрязненности его целесообразно применять совместно с другими методами».

Индекс Вудивисса.

Этот метод является наиболее удачным для биологического анализа качества воды по составу донных ценозов. Он рекомендуется для использования в Общегосударственной системе биомониторинга. Этот метод базируется на анализе макрозообентоса и перифитона главным образом в зоне макрофитов. Индекс определяют по таблице. Значение индекса зависит от видового разнообразия и состава организмов. В таблице указана последовательность исчезновения из биоценозов организмов по мере увеличения загрязнения.

Индекс изменяется от 10 в чистых водоемах до 1 в загрязненных (табл.4).


Таблица 4.

Классификация биологических проб по Вудивиссу.

Присутствующие организмы

Количество присутствующих видов

Общее число присутствующих «групп»

0-1

2-5

6-10

11-16

16 и более

Биотический индекс

Личинки веснянок

Больше одного вида

Только один вид

-

-

7

6

8

7

9

8

10

9

Личинки поденок

Больше одного вида

Только один вид

-

-

6

5

7

6

8

7

9

8

Личинки ручейников

Больше одного вида

Только один вид

-

4

5

4

6

5

7

6

8

7

Гаммарус

Все вышеназванные виды отсутствуют

3

4

5

6

7

Азеллюс

Все вышеназванные виды отсутствуют

2

3

4

5

6

Тубифициды и/или (красные) личинки хирономид

Все вышеназванные группы отсутствуют

1

2

3

4

-

Могут присутствовать некоторые виды, нетребовательные к кислороду, например Eristalis tenax

Все вышеназванные виды отсутствуют

0

1

2

-

-


В нашей стране использование метода Вудивисса встретилось с рядом проблем регионального характера. Так, например, поденки из рода Baёtis в ряде регионов могут быть эврисапробными и встречаться в самых разных водоемах, за исключением сильно загрязненных. Случайное попадание этих организмов в пробу может привести к существенному завышению индекса. Метод Вудивисса приемлем для грязных и сильно загрязненных вод; для более чистых вод биотические индексы занижены, так как отсутствовали личинки поденок, ручейников, веснянок и преобладали группы, которые в системе Вудивисса почти не отражены или же объединены в очень крупные таксоны.

Однако в целом применение биотического индекса Вудивисса дает положительные результаты. Наблюдается небольшие расхождения с гидрохимическими данными. Полная корреляция гидробиологических и гидрохимических показателей наблюдается в сильно загрязненных водоемах (по Насибулиной Б.М.). Кроме того метод не требует значительных временных затрат для получения и обработки данных.

Для быстрого и точного определения степени загрязнения воды в системе биомониторинга и прогнозирования может быть рекомендовано применение индекса Вудивисса в сочетании с уточненным индексом Пантле-Букка.

Индекс видового разнообразия Маргалефа.

В загрязненных водоемах обычно уменьшается разнообразие видов. Поскольку количество видов пропорционально логарифму изученной площади, а общее количество особей пропорционально площади, предложена в качестве меры формула

= (s-1) / ln N,

где S – количество видов; ln N-натуральный логарифм количества особей;`d - принимает максимальное значение, если все особи принадлежат к разным видам (S=N) и равен нулю, когда все особи принадлежат к одному виду (S=1).

По мере загрязнения индекс

будет уменьшаться.

Индекс биоразнообразия Симпсона.

В качестве количественной оценки экологического состояния поверхностных вод по видовому разнообразию молюсков-биоиндикаторов можно использовать индекс биоразнообразия Симпсона D:

D=1/ (ΣPi2),

где P2i- видовое разнообразие в сумме видов сообщества, принятого за единицу. Также можно применять показатель жизненности биоиндикаторов G предложенной Ю.С, Бадтиевым (табл.5):

G=WS,

где W- относительное разнообразие биоиндикаторов в сумме, принятой за единицу; S- плотность биоиндикаторов на единице площади.

Экологическое состояние поверхностных вод водоемов оценивается по состоянию биоиндикаторов относительно состояния биоиндикаторов в нормальных условиях.

Таблица 5.

Индексы Симпсона и Бадтиева.

Состояние

D

G

Удовлетворительное

Менее 5

Менее 20

Кризисное

25-50

25-50

Катастрофическое

Более 50

Более 50

Для повышения достоверности оценки экологического состояния поверхностных вод поиск контрольного водоема проводят с применением метода биотестирования. Этот метод основан на определении изменения интенсивности биолюминесценции некоторых бактерий в результате воздействия токсических веществ. Уменьшение интенсивности биолюминесценции пропорционально токсическому эффекту. По сравнению с биоиндикацией метод биотестирования более сложен, так как предусматривает приготовление контрольных и рабочих растворов, отбор проб воды для последующего анализа, который проводится в соответствии с «Методикой экспрессного определения токсичности воды» с помощью люминесцентного бактериального теста «Эколюм» (НР № 11-1/133-09, 2000г.). Методика биотестирования обладает высокой точностью (ошибка не более 2%). В результате исследований получают интегральную картину состояния воды, т. е. степень ее токсичности для человека.

Таблица 6.

Степень токсичности.

Индекс токсичности

Проба

Класс токсичности

Менее 20

Не токсична

1

20-49

Токсична

2

Более 50

Сильно токсична

3

Полученные результаты не требуется сравнивать с фоновой токсичностью, поскольку такое сравнение ведется автоматически.