6.4 Биоценозы как индикаторы сапробности водоемов

Вода водоемов – естественная среда обитания микроорганизмов. Выделяют две экологические группы микроорганизмов – автохтон- ную (самостоятельная, первоначально существующая микрофлора, для которой данный водоем является естественной средой обитания) и ал- лохтонную (микроорганизмы, поступившие извне). Между микробами этих зон возникают антагонистические отношения, что ускоряет отми- рание аллохтонной группы. Количество микроорганизмов в водоеме связано с содержанием органических веществ, которые подвергаются биологической минерализации.

98

Процесс самоочищения загрязненных водоемов в естественных условиях проходит несколько последовательных стадий, называемых зонами сапробности.

По определению Никитинского и Долгова «сапробность – это комплекс физиологических свойств данного организма, обуславли- вающий его способность развиваться в воде с тем или иным со- держанием органического вещества, с той или иной степенью за- грязнения».

Поступающие в водоем загрязнения в результате самоочищаю-

щей способности водоемов постепенно разбавляются и разрушаются. В результате постепенной деструкции загрязнений в водоеме постепенно восстанавливаются условия, которые в нем первоначально существова- ли. Это длительный процесс и его продолжительность зависит от мно- гих факторов – от соотношения объемов сточных вод и и речной воды, от концентрации и качества загрязнителей, от скорости течения воды и других факторов. В зависимости от степени загрязненности воды водо- ем проходит последовательно до полного очищения следующие стадии

– зоны: полисапробную, альфа–мезосапробную, бета-мезосапробную,

олигосапробную.

Полисапробная зона характерна для свежезагрязненной воды с большим содержанием нестойких органических веществ, продуктов их анаэробного распада, белков, углеводов. БПК составляете десятки мг/л,

кислород в воде практически не обнаруживается, процессы носят вос-

становительный характер. Вода содержит метан, сероводород, угле- кислоту, то есть продукты брожения. Для этой зоны характерна сапро- фитная микрофлора, автотрофы отсутствуют. Основные обитатели – различные бактериальные зооглеи, инфузории, бесцветные жгути- ковые. Количество бактерий достигает сотен миллионов в 1 мл воды. Их разнообразие при этом ограничено.

В альфа-мезосапробной зоне продолжается минерализация орга- нического вещества. Наряду с восстановительными процессами, про- текают и окислительные процессы, с образованием аммиака и амино- соединений. Кислород содержится в малых количествах, метан и серо- водород отсутствуют. БПК все еще десятки мг/л. Кроме бактерий раз- виваются некоторые виды инфузорий и коловраток, пожирающих бак- терий. Появляются единичные виды зеленых растений. Разнообразие видов становится больше. Много окрашенных и бесцветных жгутико- вых.

Бета–мезосапробная зона свободна от нестойких органических веществ. Здесь окислительные процессы преобладают над восстанови-

99

тельными. Благодаря интенсивному развитию водорослей происходит повышение концентрации кислорода. Концентрации кислорода и угле- кислого газа сильно колеблются в течение суток: в дневное время со- держание кислорода доходит до насыщения, а углекислота может пол- ностью исчезать, в ночное – наблюдается дефицит кислорода. Количе- ство сапрофитных бактерий – тысячи – десятки тысяч в 1 мл и резко увеличивается в период отмирания водных растений. Отмечается большое видовое разнообразие организмов при невысоком общем их количестве. Развиваются автотрофы, фитопланктон, наблюдается цве- тение водоема. Главнейшими группами являются различные водорос- ли, инфузории, коловратки, низшие ракообразные и насекомые.

Олигосапробная зона характеризуются полным завершением са-

моочищения, она характерна для практически чистых водоемов. За- вершается процесс окисления азотсодержащих веществ, в результате которых преобладают нитраты. Органические вещества имеются либо

в незначительном количестве, либо совсем отсутствуют. Содержание кислорода и углекислого газа в течение суток остается практически неизменным. Цветение воды не наблюдается. Количество бактерий со- ставляет десятки и сотни в 1 мл. Население этой зоны отличается большим разнообразием. Показателем высокой степени чистоты воды

в этой зоне служат некоторые красные водоросли, водные мхи.

Для оценки влияния токсичности веществ промышленных стоков на процесс самоочищения водоемов предложены три шкалы оценки загрязнения: по степени сапробности, токсобности, сапротоксобности. Токсобность характеризует свойство гидробионтов выживать в

водах с различной степенью загрязнения токсичными веществами. Аналогично зонам сапробности выделяют поли- меза- и олиготоксоб- ные зоны. Водоемы или их зоны, где невозможна жизнь гидробионтов,

из-за высокого загрязнения токсичными веществами относятся к ги-

пертоксобным.

Наличие в водоеме определенных группировок организмов яв- ляется показателем степени загрязненности воды. Существует список показательных организмов – биоиндикаторов для каждой зоны сапроб- ности. Обнаружить эти организмы можно с помощью биологического метода анализа воды водоема. Метод основан на регулярном осмотре и изучении отдельных участков водоема, отборе проб для изучения планктона, бентоса и перифитона.

Планктон исследуется или непосредственно в некотором объеме взятой воды, или собирается в водоеме с помощью приспособлений.

100

тов.

Перифитон изучают путем сбора и осмотра подводных предме-

Для изучения бентоса либо соскребают биообъекты со дна, либо

снимают поверхностный слой грунта со дна вместе с находящимися в нем микроорганизмами. Образцы проб микроскопируют.