Анализ проб воды и грунта

Грунтовые воды относятся к разновидностям подземных вод, которые залегают на водоупоре, расположенном ближе к поверхности. На территориях с влажным климатом происходит развитие интенсивных процессов инфильтрации, а также подземного стока, что приводит к выщелачиванию грунтов и горных пород. В некоторых случаях происходит излишнее их испарение, что приводит к засолению почвы. Поэтому стандартный анализ грунтовой воды, когда выполняются инженерно-геологические изыскания для проектирования зданий (сооружений), считается обязательным.

Стандартный анализ грунтовой воды выполняется в условиях лаборатории для получения показателей минерализации образца, его жесткости, агрессивности по отношению к различным материалам строительства (в первую очередь к стали, бетону и алюминиевым оболочкам кабелей), электропроводность и т.д. Минерализацией следует считать сумму всех минеральных веществ, которые растворены в грунтовой воде. Данный показатель получается методом выпаривания исследуемого образца. Следует различать такие степени минерализации грунтовых вод:

Жёсткость грунтовой воды определяется исходя из наличия ионов кальция и магния. Эти химические показатели важны при бурении скважин для поиска пресной воды населению. Также под застройку домов (коттеджей, сооружений) геология участка исследуется на показатель чистоты и безопасности для проживания в данной местности. А, как известно грунтовые воды являются главными показателями чистоты грунта.

Проводя инженерные изыскания на отводимом участке (площадке) важно учитывать фактор агрессивности грунтовых вод. Грунтовые воды могут оказывать разрушающий эффект для бетона и других строительных материалов. Для этого в условиях лаборатории стандартный анализ грунтовой воды выполняется также для получения показателя агрессивности. Агрессивность грунтовых вод бывает таких типов:

• выщелачивающая;
• общекислотная;
• сульфатная;
• магнезиальная;
• углекислотная

СП 11-105-97 Часть I. Общие правила производства работ Приложение Н (обязательное)

Показатели химического состава подземных и поверхностных вод
и методы их лабораторных определений при инженерно-геологических изысканиях

Показатели химического состава воды

Коррозионная активность воды к оболочкам кабелей

Метод испытания или обозначение государственного

стандарта на методы определения

температура в момент взятия пробы, °С

вкус и привкус при температуре 20 °С

Примечание — При проведении комплексных изысканий состав определяемых компонентов следует устанавливать с учетом требований СП 11-102-97

Результаты анализа грунтовой воды позволяет определить уровень ее рН. Если он пребывает ниже уровня нейтрального значения, которое составляет 7 единиц, то вода является кислотной. В таком случае она может разрушать бетон, вне зависимости от того, какого типа портландцемент использован в нем. Степень разрушения также зависит от вида и концентрации кислоты, возможности непрерывного обновления кислоты, скорости течения и давление грунтовой воды на бетон, расхода цемента, непроницаемости бетона и типа заполнителя.

Сама по себе величина рН является определяющим фактором вида или концентрации присутствующей кислоты, ведь это всего лишь мера степени кислотности. В качестве предварительных данных измерения рН очень полезны и позволяют получить представление о наличии или отсутствии кислот. Однако в большинстве случаев необходимым является проведение химического анализа, при котором определяется характер и концентрация кислоты. Как правило, кислотность естественных грунтовых вод, которые имеют низкий рН, вызвана органическими кислотами и растворенной углекислотой, а также, в отдельных случаях, сернистой и серной кислотой, которая поступает из соединений серы в торфяных грунтах. По мере увеличения интенсивности агрессивного воздействия можно повышать качество бетона, например, увеличивать расход цемента с более низким водоцементным отношением.

В зависимости от типа агрессивности грунтовых вод проектировщик принимает решения по выбору материала для строительства строения, а также глубины фундамента.

Анализ грунтовой воды необходим для получения детальной информации об участке исследований. Зная особенности данной жидкости можно своевременно предотвратить неприятные последствия: разрушение, усадка фундамента, трещины на здании, сезонное подтопление и т.д. Для этого проектировщики на первоначальных стадиях проектирования объекта планируют защитные мероприятия (дренажную систему), а также по возможности выбирают более подходящий для данной среды тип фундамента. Для зданий, не имеющих подвальных помещений и при высоком уровне грунтовых вод достаточно просто изолировать стены строения от влаги (не дать возможности поднятию уровня грунтовых вод по стенам). В некоторых случаях выполняют гидроизоляцию фундамента. В любом случае, необходимо учитывать тот факт, что грунтовые воды неблагоприятно влияют на строение в разные времена года (особенно зимой и во время таяния) и заранее принимать меры по их устранению.

источник

Работаем на рынке
с 2010 года

Предельно понятное
ценообразование

Свыше 5 000 довольных
клиентов по всей России

Нас рекомендуют! каждый третий клиент приходит по рекомендации

Индивидуальная ценовая политика при больших объемах

В состоянии найти комплексное решение даже для сложных задач

Согласно ГОСТ 25100-95 термин грунт – это горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

1. материалом оснований зданий и сооружений;
2. средой для размещения в них сооружений;
3. материалом самого сооружения.

Состав почв химически разнообразен. Однако преимущественно состоит из органических и минеральных веществ. Органическая часть почв влияет на ее плодородие. Минеральная часть заимствована от материнской породы и определяет ее тип. Собственно минеральная часть почв и определяет ее индивидуальность и способы того или иного выбора обработки и возделывания.

Однако в современном мире немаловажное влияние на почвы и грунты оказывает антропогенное воздействие и, к сожалению, не всегда это влияние положительно и зачастую приводит к загрязнению почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами, пестицидами и иными источниками загрязнения. Для предотвращения, выявления и устранения отрицательных воздействий, ведущих к ухудшению качества почв и грунтов, разработаны санитарно-эпидемиологические правила и нормы и установлены предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ, после сравнения с которыми делается вывод о пригодности или непригодности почв к дальнейшему использованию, либо разработке рекультивационных мероприятий по ее восстановлению.

Анализ почв и грунтов необходим:

• изыскательским, проектно-изыскательскими организациям, предприятиям, объединениям, а также иными юридическим и физическим лицами, осуществляющими деятельность в области инженерных изысканий для строительства на территории Российской Федерации.
• органам государственной власти Российской Федерации, органам государственной власти субъектов Российской Федерации, органам местного самоуправления, юридическим и физическим лицам, хозяйственная и иная деятельность которых оказывает воздействие на окружающую среду.

СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства;

Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 г. №7-ФЗ;

Положение об оценке воздействия намечаемой хозяйственной деятельности на окружающую среду в РФ, утвержденное Приказом Госкомэкологии России от 16.05.2000 г. №372.

• объемы работ (количество проб);
• перечень показателей;
• требуется ли выезд специалиста для отбора проб;
• территориальное расположение объекта;
• периодичность отбора проб, если это требуется;

После получения всей необходимой информации лаборатория обрабатывает запрос и формирует коммерческое предложение. При возникновении, каких либо вопросов заказчик всегда вправе задать их лаборатории и проконсультироваться по вопросу анализа почв и грунтов. После уточнения всех нюансов лаборатория приступает к работам по анализу проб. В течении трех календарных дней лаборатория готова выехать на объект для отбора проб, любого территориального расположения. Лаборатория работает строго согласно методикам испытаний и имеет полное техническое оснащение для проведения анализа «первого дня» на содержание показателей, концентрация которых имеет свойство меняться во времени. После доставки проб в лабораторию, их регистрируют и передают в аналитические залы для дальнейшего анализа.

Испытание почв и грунтов на содержание различных веществ проводят различными химическими и физико-химическими методами: титриметрический, фотометрический, гравиметрический, спектрометрический, хроматографический, ИК-спектрометрии и др. методы.

• Атомно-эмиссионный спектральный анализ, который проводится по спектрам излучения атомов, возбужденных различными способами (нагреванием, бомбардировкой ускоренными частицами, электромагнитным излучением и т.д.);
• Атомно-абсорбционной спектральный анализ, осуществляемый по спектрам поглощения при прохождении света сквозь атомные газы или пары;
  В анализе почв и грунтов спектрометрия в первую очередь используется в определение тяжелых металлов: медь, свинец, мышьяк, никель кадмий и т.д.

В зависимости от агрегатного состояния подвижной фазы системы, в которой проводят разделение смеси веществ на отдельные компоненты, различают газовую, газожидкостную хроматографию и жидкостную хроматографию. В отличие от газовой и газожидкостной хроматографии, пригодных для разделения только смесей газов и веществ, которые можно перевести в парообразное состояние без разложения, жидкостная хроматография позволяет разделять многочисленные органические и неорганические соединения.

В лаборатории хроматография используется для определения различных органических загрязнителей: различных производных бензола и толуола, различных полихлорированных бифенилов, пестицидов и очень опасного соединения обладающего канцерогенными свойствами-бенз(а)пирена.

Метод ИК-спектрометрии основан на явлении поглощения химическими веществами инфракрасного излучения с одновременным возбуждением колебаний молекул. Данным методом в почве и грунтах определяют содержание нефтепродуктов. Метод заключается в экстракции нефтепродуктов из почв и донных отложений четыреххлористым углеродом, хроматографическом отделении нефтепродуктов от сопутствующих органических соединений других классов, и количественном определении нефтепродуктов (НП) по интенсивности поглощения в ИК-области спектра.

источник

1 К 90-летию юннатского движения ГОУ ДОД Федеральный детсêий эêолоãо-биолоãичесêий центр Всероссийсêая шêола природолюбия Методические рекомендации по отбору, обработке и анализу гидробиологических проб воды и грунта Москва 2008

3 Составитель к.б.н. Г.И.Фролова, заместитель директора по УВР ГОУ ДОД ФДЭБЦ. По материалам «Руководства по гидробиологическому мониторингу пресноводных экосистем» (Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992). Консультанты: по разделу «Мониторинг зообентоса» — к.б.н. В.Б.Вербицкий, зав. лабораторией экспериментальной экологии Института биологии внутренних вод РАН; по разделу «Мониторинг зоопланктона» — д.б.н. А.В.Крылов, зав. лабораторией экологии водных беспозвоночных Института биологии внутренних вод РАН; по разделу «Мониторинг перифитона» — С.Н. Быкова, м.н.с. лаборатории экспериментальной экологии Института биологии внутренних вод РАН. Методические рекомендации по отбору, обработке и анализу гидробиологических проб воды и грунта/сост. Г.И.Фролова. М.: Лесная страна, с. ISBN Цель данного руководства представить комплекс методов, отражающих современный уровень практического решения проблемы комплексного исследования водных экосистем. Представлены методики гидробиологического мониторинга по нескольким составляющим водных экосистем: фитопланктону, зоопланктону, зообентосу и перифитону. ISBN ФДЭБЦ, 2008

5 Содержание 1. Введение 2 2. Мониторинг фитопланктона 6 3. Методы определения первичной продукции и деструкции органического вещества Мониторинг макрозообентоса Мониторинг зоопланктона Мониторинг перифитона Статистическая обработка результатов Приложения Список оборудования для отбора проб и проведения гидробиологических исследований Списки определителей 116

6 1.Введение Мониторинг окружающей природной среды представляет собой комплексную систему наблюдений за состоянием биосферы и ее отдельных компонентов. Основной целью проведения мониторинга являются: оценка и прогноз состояния природной среды и их изменения под влиянием антропогенных воздействий, предупреждение критических ситуаций, вредных или опасных для здоровья людей, живых организмов и их сообществ. Биосфера, согласно учению Вернадского, созданному в 1926 году оболочка Земли, где существует жизнь. Объектами исследований по программе экологического мониторинга могут быть отдельные участки экосистемы. Экосистема совокупность живой и неживой природы. Биоценоз совокупность живых организмов, обитающих на определенной территории. В экологическом мониторинге используют различные методы исследования. Среди них можно выделить дистанционные (аэрокосмические) и наземные методы. К наземным методам относятся биологические биоиндикационные и физико-химические методы. О возможности использования живых организмов в качестве показателей определенных природных условий

7 писали еще ученые Древнего Рима и Греции. В трудах М.В.Ломоносова и А.Н.Радищева есть упоминание о растениях указателях особенностей почв, горных пород, подземных вод. В XIX веке в нашей стране была показана связь растений с факторами окружающей среды. О возможности растительной биоиндикации писал геолог А.П.Карпинский. Другой геолог, П.А.Ососков использовал характер распределения растительных сообществ для составления геологических карт, а почвовед А.В.Чаянов почвенных карт. Большой вклад в развитие биоиндикации внес русский ученый-почвовед В.В.Докучаев. В начале ХХ века биоиндикационные исследования в нашей стране стали развиваться особенно интенсивно. По современным представлениям биоиндикаторы организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Биоиндикация метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по встрече, отсутствию, особенностям развития организмов-биоиндикаторов. По мере освоения гидросферы возрастала роль научных исследований состояния и развития водных экосистем. Десятки лет специалистами велось и ведется изу- 3

8 чение видового состава всех живых обитателей различных типов водоемов, а также многообразия отношений между ними. Такие исследования ведутся специалистами-гидробиологами и относятся к задачам науки гидробиологии (от греч. hydro вода, bios жизнь, logos наука). Экологическая гидробиология изучает взаимоотношения обитателей водоемов гидробионтов и различных популяций друг с другом и с неживой природой. В 1908 году Р. Кольквитц и М. Марссон разработали шкалу оценки загрязненности водоемов по присутствию в них тех или иных организмов. В ее основу положен принцип, отражающий отношение гидробионтов к кислороду, их оксифильность. По предложенной шкале водоемы или их зоны в зависимости от степени загрязнения органическими веществами подразделяются на поли-, мезо- и олигосапробные. К методам биоиндикации относят систему сапробности вод, оцениваемую степенью их загрязнения органическими веществами и продуктами их распада. Первоначально под сапробностью понималась способность организмов развиваться при большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Затем экспериментально было доказано, что сапробность организмов обуславливается как его потребностью в органическом 4

9 питании, так и приспособлением к существованию в загрязненных водах. В полисапробной зоне, находящейся вблизи от места сброса сточных вод, происходит расщепление белков и углеводов в анаэробных условиях. Эта зона характеризуется почти полным отсутствием свободного кислорода, наличием в воде неразложившихся белков, значительных количеств сероводорода и углекислого газа. Самоочищение здесь идет в основном за счет деятельности бактерий. Число видов, способных жить в крайне загрязненных водоемах невелико, но зато они встречаются здесь в массовых количествах. В мезосапробной зоне загрязнение выражено слабее: неразложившихся белков нет, сероводорода и диоксида углерода немного, кислород присутствует в заметных количествах, однако в воде есть еще такие слабоокисленные азотистые соединения, как аммиак, аминокислоты и амиды кислот. Мезосапробная зона подразделяется на α- и β-мезосапробные подзоны. Видовое разнообразие β-мезосапробной зоны больше, но численность и биомасса организмов ниже. В олигосапробной зоне сероводород отсутствует, диоксида углерода мало, количество кислорода приближается к нормальному насыщению, растворенных орга- 5

10 нических веществ практически нет. Для этой зоны характерно высокое видовое разнообразие организмов, но численность и биомасса их незначительны. Цель данного руководства представить комплекс методов, отражающих современный уровень практического решения проблемы комплексного исследования водных экосистем. Здесь представлены методики гидробиологического мониторинга по нескольким составляющим водных экосистем: фитопланктону, зоопланктону, зообентосу и перифитону. Каждая группа организмов как биологический индикатор состояния водных экосистем имеет свои преимущества и недостатки, определяющие границы ее использования при решении тех или иных задач биоиндикации. 2. Мониторинг фитопланктона Общая характеристика Фитопланктон (водоросли) низшие растения, характеризующиеся отсутствием дифференцировки тела на основные органы стебель, лист и корень, характерные для высших растений. 6

11 Фитопланктон первое звено трофической цепи водных объектов, играет значительную роль в мониторинге пресноводных экосистем. В пресных водоемах Европейской части России чаще всего встречаются представители следующих отделов: Bacillariophyta диатомовые водоросли Chlorophyta зеленые водоросли Cyanophyta синезеленые водоросли Euglenophyta эвгленовые водоросли Chrysophyta хризофитовые водоросли Cryptophyta — криптофитовые водоросли. Отдел Bacillariophyta включает около видов, распространенных в пресных водоемах и морях. Играют большую роль в планктоне, где часто количественно преобладают над всеми другими организмами и вызывают желтоватую окраску воды (диатомовое цветение). Диатомовые водоросли представлены одноклеточными и колониальными организмами светло-желтого или бурого цвета. Жесткая оболочка диатомовых состоит из кремнеземного панциря, благодаря которому они хорошо сохраняются в виде ископаемых. Панцирь состоит из двух частей: эпитеки и гипотеки. Эпитека большая часть надвигается на гипотеку, как крышка на коробку. 7

12 Экологически главные места обитания диатомовых планктон и бентос. Диатомовые делятся на два класса: центрические (Centricae) и пеннатные (Pennatae). В планктоне преобладают представители класса центрических, в бентосе класса пеннатных. Бентосные диатомовые живут на дне водоемов, где часто образуют обрастания на твердых подводных предметах. Отдел Chlorophyta включает около 5700 видов, преимущественно пресноводных. Распространены массами, образуя пресную тину водоемов. Зеленые водоросли колониальные, многоклеточные организмы с хроматофорами чисто зеленого цвета. Колонии представляют собой рыхлое соединение клеток. В одних случаях колонии могут долго нарастать в результате многочисленных делений слагающих их клеток, располагающихся беспорядочно. В других случаях все клетки колонии образуются одновременно из одной производящей клетки и далее в течение всей вегетативной жизни не делятся, а только растут. Такие колонии имеют определенную форму, клетки в них более прочно соединены друг с другом, называются они ценобиями. Отдел Cyanophyta включает около 1400 видов, преимущественно пресноводных. Развиваясь массами летом, вызывают цветение воды. Синезеленые водоросли отно- 8

13 сятся к прокариотам (безъядерным) организмам, все остальные к эукариотам. Синезеленые колониальные и многоклеточные организмы, содержащие хлорофилл, но благодаря наличию дополнительных пигментов они имеют сине-зеленую окраску. Среди пигментов зеленый хлорофилл, желтооранжевый каротин, синий фикоциан, красный фикоэритрин. Клетки делятся в одном направлении, в результате получается ряд клеток трихом. Большое систематическое значение имеет присутствие или отсутствие пограничных клеток или гетероцист. Так называются более крупные клетки желтоватого цвета, лишенные в развитом состоянии живого содержимого. Наличие гетероцист отличительный признак некоторых семейств. Многие синезеленые положительно реагируют на присутствие азотистых органических соединений и обильно развиваются в местах соответственных загрязнений. Некоторые синезеленые водоросли выделяют токсичные вещества. Отделы Euglenophyta, Chrysophyta, Cryptophyta включают около 2000 видов, широко распространенных в пресных водоемах и морях, нередко развивающихся массами и вызывающих «цветение» воды. Это одноклеточные или колониальные организмы, подвижные благодаря наличию жгутиков, причем у одних видов жгутики 9

14 сохраняются в течении всего жизненного периода, у других большую часть жизни жгутики отсутствуют. Существуют разнообразные типы клеток водорослей. Их выделяют по форме (шаровидные, цилиндрические и т.д.), функциям (половые, вегетативные, способные и не способные к фотосинтезу). Для прокариотических водорослей характерно деление клеток надвое, происходящее без сложных структурных изменений. Бесполое размножение водорослей осуществляется с помощью спор. Половое размножение у водорослей связано с половым процессом, который заключается в слиянии двух клеток, в результате чего образуется зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры. Благодаря высокой чувствительности к условиям окружающей среды водоросли играют важную роль в биологическом анализе воды. Качество или степень загрязнения воды по составу водорослей оценивается двумя способами: 1) по индикаторным водорослям, 2) по результатам сравнения структуры сообщества на участках с различной степенью загрязнения и контрольном. В первом случае по присутствию или отсутствию индикаторных видов или групп и их относительному количеству, пользуясь разработанны- 10

15 ми системами индикаторных организмов, относят водоем или его участок к определенному классу вод. Во втором случае заключение делают по результатам сопоставления состава водорослей на разных станциях или участках водоема, в разной мере подверженных загрязнению. Пункты наблюдений Выбор пунктов наблюдений за состоянием растительного планктона проводится в соответствии с общими принципами размещения пунктов наблюдений и контроля в системе мониторинга состояния окружающей среды. Местоположение пунктов отбора проб на водном объекте зависит прежде всего от расположения источников загрязнения. Отбор проб осуществляется на участках до и после этих источников (крупных населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных комплексов). Должно учитываться и то, что влияние промышленных и бытовых стоков на фитопланктон сказывается через 2 3 суток. Кроме того, необходимо учитывать скорость течения, температуру воды. Методы и орудия сбора фитопланктона При работе на крупных водоемах и водотоках отбор проб осуществляется из слоя, где возможен фотосинтез, глубина которого равна утроенному значению прозрачности, измеренной по белому диску Секки. Слой 11

16 воды, из которого берется проба, называется горизонтом. Если прозрачность в месте отбора пробы равна 1 м, то, соответственно, проба должна отбираться с поверхности глубина 0,5м, с прозрачности глубина 1м, 2-х прозрачностей 2м и 3-х прозрачностей 3м. С каждого из перечисленных горизонтов отбирают 1 л воды, сливают в один сосуд (ведро), тщательно перемешивают и заполняют банки емкостью 0,5 л для количественного анализа, 1 л для качественного анализа, позволяющего более достоверно судить о видовом составе фитопланктона (альгофлоры). В малых реках и прудах вертикальное распределение фитопланктона относительно равномерное, поэтому отбор проб обычно производят с горизонтов 0,5 1 м ведром. Методы сгущения и консервации фитопланктона Наиболее распространенным методом концентрирования планктона является фильтрация пробы через мелкопористые мембранные фильтры. Для сгущения фитопланктона пригодны фильтры 5 и 6. Сухие фильтры содержат в своих порах воздух, который закупоривает их и затрудняет фильтрацию. Для удаления воздуха фильтры нужно прокипятить в дистиллированной воде в течение минут. 12

17 Фильтрацию проводят под вакуумом в воронке с пористым или сетчатым дном, на которое укладывают мембранный фильтр. Воронку укрепляют на колбе Бунзена, которую шлангом соединяют с вакуумным насосом. Для проведения качественного анализа фильтруют 1 л пробы, количественного 0,5 л. Затем фильтр помещают в пенициллиновую склянку, заливают 5-10 мл фильтрата и консервируют аптечным раствором Люголя до слабожелтого цвета (2 3 капли фиксатора). С помощью кисточки стряхивают в склянку содержимое с фильтра. Этикетирование проб Каждая проба снабжается этикеткой, на которой указывается название водного объекта, номер станции, глубина, дата и время отбора. Иногда на этикетке ставится просто номер, который соответствует номеру, записанному в журнале или полевом дневнике. В дневник заносят дополнительные сведения о погоде, температуре, цветности, прозрачности воды, глубине станции, визуальные наблюдения о качестве воды. Камеральная обработка фитопланктона Количественный анализ Метод микроскопирования является очень трудоемким, но пока единственным методом, позволяющим точно определить виды, подсчитать их численность. Для ви- 13

18 довой идентификации следует пользоваться определителями. Список определителей, необходимых для работы, приведен в списке литературы. Определение основной массы организмов фитопланктона следует производить до вида. Это необходимо для выявления организмов-индикаторов, развитие которых, прежде всего, позволяет судить о качестве исследуемых вод. При этом всегда необходимо указывать источник, по которому проведено определение вида. Все определенные виды заносятся в карточку первичной обработки фитопланктона (Приложение 5), в которой в дальнейшем производится статистическая обработка материала (Глава 7). 1. Методы подсчета водорослей планктона. Для подсчета численности водорослей используется счетная камера Горяева. Перед счетом пробу тщательно перемешивают и одну каплю вносят в камеру. Очень важно хорошо перемешать пробу, так как этим достигается равномерное распределение водорослей. Это необходимо для уменьшения ошибки выборки, обусловленной тем, что просчитывается не вся проба, а часть ее. Камеру закрывают покровным стеклом и проводят определение и подсчет всех встреченных водорослей. Из каждой пробы просчитывается 3 камеры Горяева с последующим определением среднего арифметического. Про- 14

19 счет в камере следует вести последовательно, исследуя содержимое полос. За счетную единицу принимается клетка. Подсчитывается количество клеток каждого вида водорослей в каждой камере и отмечается в графе карточки с помощью точек: «.» 1; «:» 2; «:.» 3; «: :» 4; «I :» 5; «I I» 6; «П» 7; 8;, перечеркнутый по диагонали одной чертой 9;, перечеркнутый двумя чертами по двум диагоналям 10. Фитопланктон просчитывают обычно при объективе с 40-кратным увеличением и окуляре с кратным увеличением. Пересчет общей численности производится по формуле: N=n*V 1 /V 2 *W, где N число клеток в 1см 3 воды, n число клеток в камере Горяева объемом 1мм 3, V 1 объем концентрата пробы, V 2 объем камеры, W объем профильтрованной воды. При W= 500 см 3, V 1 = 10 см 3 формула примет вид: N= n*10/0,001*500, N= n*20. При просмотре 3-х камер: N = n/3*20. При n=120, N=40*20= 800 кл./мл = 0,8000 тыс. кл./мл = 800 тыс.кл./л. 2. Методы вычисления биомассы. Вычисление биомассы фитопланктона производится методом суммирования биомасс всех видов, образующих в данной точке отбора фитопланктон. Для каждого 15

20 вида рассчитывается среднее значение размеров клетки, затем, исходя из формы клеток, рассчитывается объем. Определение объема отдельных клеток водорослей обычно осуществляется следующим образом. Каждую из встреченных клеток измеряют, используя для этого окуляр-микрометр. Форма клеток приравнивается к близкому геометрическому телу. Удельный вес водорослей при расчете биомассы условно принимается за 1, поэтому общая биомасса фитопланктона численно равна его общему объему. Объемы геометрических тел: Призма: V=S*H, где S площадь основания, H высота. Цилиндр: V= πr 2 *H. Шар: V= (4/3)πR 3. Параллелепипед: V=abc. Найденный для каждого вида объем (мкм 3 ), умножается на ее численность тыс.кл./л), полученное значение умножается на 0, и биомасса выражается в мг/л. Численность и биомасса вычисляются с точностью до 0,01. 1 мкм 0, м. Качественный анализ Позволяет учитывать видовое разнообразие водорослей планктона. 16

21 Для его определения из отфильтрованной пробы готовится препарат. На предметное обезжиренное спиртом стекло глазной пипеткой наносится капля препарата и закрывается покровным стеклом. Определение водорослей производится под микроскопом, используя окуляр с кратным увеличением, объектив Х20 или Х40. Определение диатомовых водорослей Диатомовые водоросли определяются в специальных постоянных препаратах. В пенициллиновой склянке к 1 мл пробы приливается 1 мл хромовой кислоты, в течение 24 часов происходит выжигание пробы. Концентрат переливают в колбу, разбавляют дистиллированной водой до исчезновения окраски (около 400 мл). Далее фильтруют через мембранный фильтр с помощью колбы Бунзена. Отработанный фильтр помещают в пенициллиновую склянку, с него производят смыв кисточкой, добавляя 1 2 мл дистиллированной воды. Далее на предметное стекло кладется покровное и на разогретой плитке производится выпаривание содержимого склянки, которое постепенно переносится на покровное стекло глазной пипеткой. При этом на покровном стекле выжигаются органические соединения и остаются лишь скелеты диатомовых водорослей. Далее снимают покровное стекло, а на предметном разогревают порцию анилин-фор- 17

22 мальдегидной смолы. На разогретую смолу помещают покровное стекло скелетами водорослей вниз. Предметное стекло снимают с плитки и к нему прижимают покровное. Далее производится определение диатомовых водорослей на микроскопе, используя окуляр с кратным увеличением, объектив Х90 или Х100 и иммерсионное масло. Оценка состояния видовой структуры сообщества Для оценки состояния пресноводных экосистем по фитопланктону используется метод Пантле и Букка. В результате применения этого метода получают индекс сапробности, определяющий качество воды в пункте (станции) отбора. Классификация качества воды водоемов и водотоков в зависимости от индекса сапробности приведена в Приложении 1. Индекс сапробности вычисляется по формуле: S= sh/ h, где s индикатор сапробности вида (берется из атласа сапробных организмов), h частота встречаемости вида, определяемая по шкале (Приложение 1). Индекс сапробности вычисляют с точностью до 0,01. Для ксеносапробной зоны (очень чистая вода) он находится в пределах 0 0,50, бетамезосапробной 1,51 18

23 2,50, альфамезосапробной 2,51 3,50, полисапробной 3,51 4,00. Таксономический состав наиболее часто встречаемых видов фитопланктона с их эколого-географической характеристикой, а также фотографии некоторых видов водорослей, сделанных со светового и электронного микроскопов, приведены в Приложении Методы определения первичной продукции и деструкции органического вещества Одновременное увеличение первичной продукции и видового разнообразия фитопланктона является надежным показателем экологического прогресса. Активное антропогенное воздействие ведет к увеличению первичной продукции и сокращению видового разнообразия фитоценоза. При оценке состояния водной среды продукционно деструкционные параметры растительных сообществ имеют ряд преимуществ по сравнению с другими показателями. Растительные организмы быстро реагируют первичной продукцией и деструкцией на изменения условий водной среды. Первичная продукция это продукция органического вещества, образованного растительными 19

24 клетками в процессе фотосинтеза. Органическое вещество при этом становится пищей для животных организмов разных трофических уровней. Таким образом, уровень первичной продукции определяет уровень биологической продуктивности водоема в целом. Деструкция процесс разложения органического вещества, то есть процесс, противоположный фотосинтезу. Первичная продукция и деструкция являются также важными характеристиками состояния водоема в плане оценки качества воды. Интенсивное продуцирование органического вещества при массовом развитии фитопланктона приводит к эвтрофированию водоемов. Для определения первичной продукции фитопланктона разработан скляночный кислородный метод. Методика использования светлых и темных склянок для измерения фотосинтеза фитопланктона по разнице в них количества кислорода за определенный период времени разработана Г.Г.Винбергом. Кислородная модификация скляночного метода основана на уравнении фотосинтеза: СО 2 + Н 2 О = СН 2 О + О 2, в котором количество потребленной углекислоты или количество выделившегося при фотосинтезе кислорода пропорционально количеству образованного органического вещества. 20

25 При отсутствии света реакция идет в обратном направлении деструкция разложение органического вещества с потреблением кислорода и выделением углекислоты. В работе используются склянки из белого стекла с притертыми пробками. Для определения деструкции светлые склянки заворачивают в темные мешочки, чтобы в них не проникал свет. Для определения содержания растворенного кислорода используется йодометрический метод Винклера, который основан на способности гидроксида марганца(ii) окисляться в щелочной среде до гидроксида марганца (IV). Кислород, растворенный в воде, при этом количественно связывается. При добавлении избытка кислоты из гидроксида марганца (IV) образуется соль двухвалентного марганца. Если вместе с кислотой к осадку гидроксида марганца (IV) добавить йодид калия, то выделяется йод, химически эквивалентный связанному кислороду. Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия. Кислородный метод позволяет измерить первичную продукцию (светлые склянки) и деструкцию (темные склянки) и далее рассчитать чистую и валовую продукции. 21

26 Реактивы 1. Хлористый марганец MnCl 2. Растворяют 42,5 г MnCl 2 *4H 2 О в дистиллированной воде и доводят объем до 100 мл. Фильтруют через бумажный фильтр до полного отстаивания осадка. Разбавленный раствор в кислой среде при добавлении йодида калия не должен выделять свободного йода. 2. Щелочной раствор иодида калия KI + NaOH. А) Растворяют 15 г иодида калия в 10 мл дистиллированной воды. При подкислении разбавленный раствор не должен выделять йода. Б) Растворяют 50 г гидроксида натрия в 50 мл дистиллированной прокипяченной (для удаления углекислого газа) воды (растворение проводят осторожно, небольшими порциями прибавляя гидроксид). Оба раствора смешивают и доводят объем до 100 мл. 3. Соляная кислота (HCl), разбавленный 2:1 раствор. 4. Раствор тиосульфата натрия (248 г кристаллического тиосульфата натрия растворяют в 1 л дистиллированной воды). 5. Крахмал, 0,5% раствор. 22

27 Подготовка к отбору проб, отбор, экспонирование и фиксация. Отбор продукционно-деструкционных проб следует производить ежемесячно в течение вегетационного периода (с мая по октябрь). Перед работой склянки должны быть тщательно вымыты и высушены. В точке отбора проб измеряется прозрачность воды. Пробы отбираются батометром или ведром с разметочной веревкой до глубины утроенной прозрачности. Берется 1 л с каждого горизонта (горизонтов обычно 6 через каждые 0,5 м от поверхностного слоя ). Глубина утроенной прозрачности соответствует нижней границе фотического слоя (в котором активно идет фотосинтез), где первичная продукция равна деструкции. Вода с каждого горизонта сливается в ведро по стенке для предотвращения ее насыщения кислородом из воздуха. Затем из смешанной воды заполняются три склянки. Склянки при заполнении должны быть погружены в воду, чтобы исключить попадание в них пузырьков воздуха. Две склянки оставляют на сутки в ведре, погруженном в воду в месте отбора пробы. Причем одну склянку подвешивают на поверхности ведра, чтобы она освещалась солнцем, а другую заворачивают в темный 23

28 мешок и опускают на дно ведра туда не должен проникать солнечный свет. В 3-й склянке проба сразу же фиксируется: добавляются поочередно 1 мл MnCl 2 и 1 мл щелочного раствора KI. Необходимо пользоваться разными пипетками. При этом в склянке происходит взаимодействие в щелочной среде гидроокиси марганца с растворенным в воде кислородом. На дне склянки образуется осадок из йода, количество которого эквивалентно содержанию растворенного в воде кислорода и учитывается титрованием раствора тиосульфата. Осадок должен отстояться не менее 10 минут, затем в склянку добавляют 5 мл раствора HCl для его растворения. При этом часть жидкости сливается через край, что не имеет значения для определения. Склянку закрывают пробкой и содержимое тщательно перемешивают. Осадок гидроксида марганца, выпавший в щелочной среде, растворяется, окисляет йодид-ион до йода, который окрашивает раствор в желтый цвет. Затем отбирают 50 мл раствора и переносят его в коническую колбу объемом 250 мл. Затем раствор титруют тиосульфатом натрия до светложелтого цвета, непрерывно помешивая. Далее прибавляют 1 мл 0,5% раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски. 24

29 Объем тиосульфата, пошедшего на титрование, записывают и далее рассчитывают кислород: О 2 =n*n*8*1000/50 (мг О 2 /л сутки), где n количество тиосульфата, пошедшего на титрование, N нормальность тиосульфата с учетом поправки (нормальный раствор раствор, 1л которого содержит 1 г-экв. растворенного в-ва 1н.; г-экв. количество граммов в-ва, присоединяющее 1г-атом водорода 1.008г или 0,5г-атома кислорода 8 г); 8 эквивалентная масса кислорода, 1000 пересчет на 1л пробы, 50 объем раствора. По такой же схеме определяют содержание кислорода через сутки в светлой и темной склянках. Расчёт первичной продукции и деструкции органического вещества. Р продукция, D деструкция Р первичная = О 2 св. О 2 т. (единица измерения мг О 2 /л сутки) х 0.75(коэффициент пересчёта) единица измерения мг орг. в-ва/л сутки, D = О 2 ист. О 2 т. (единица измерения мго 2 /л сутки) х 0.75(коэффициент пересчёта) единица измерения мг орг. в-ва/л сутки, Р чистая = Р D, Р массовая = Р в мг орг. в-ва/л сутки * 0.7 (коэффициент пересчёта) * 3 прозрачности. 25

30 4. Мониторинг макрозообентоса Макрозообентос (от bentos глубина) это совокупность беспозвоночных с размером тела свыше 2 мм, населяющих дно водоемов (или бенталь), водную растительность, а также другие субстраты. Население зообентоса представляют черви (олигохеты, пиявки), моллюски (брюхоногие, двустворчатые), членистоногие ракообразные, паукообразные, насекомые (хирономиды, поденки, веснянки, ручейники, стрекозы) и др. Многие из этих организмов обитают в толще воды (в пелагиали): насекомые, ракообразные, пауки и пр. Жизнедеятельность других донных животных тесно связана с поверхностью воды, с ее поверхностной пленкой (нейсталью). Различные виды беспозвоночных, населяющих определенный биотоп, образуют популяции, которые в свою очередь, формируют сообщества донных животных, или биоценозы. Особенности методов изучения биоценозов Методы изучения донной фауны имеют свою специфику. Для изучения биоценозов необходимо определить биотопы водоема, основные места обитания донных животных: песчаный, илистый, илисто-песчаный, каме- 26

31 нисто-песчаный и т.д. Характер биотопов определяет структуру биоценозов. В чистых водах донные сообщества характеризуются высоким видовым разнообразием, в загрязненных водоемах отсутствуют целые группы животных, наиболее чувствительных к отдельным загрязняющим веществам. Здесь происходит видоизменение биоценоза. Организация наблюдений Выбор пунктов наблюдений за состоянием бентосных биоценозов проводится в соответствии с общими принципами размещения пунктов наблюдений и контроля в системе мониторинга состояния окружающей среды. Бентосные пробы следует отбирать на тех же станциях, что и фитопланктонные. Отбор проб на зообентос производится ведром, скребком (рис. 1) или дночерпателем (рис.2). 27

32 Рис. 1. Скребок 1 режущая кромка; 2 рамка; 3 шест; 4 бязевая часть промывочного сита; 5 часть сита из мельничного газа 23. Рис. 2. Дночерпатель Экмана Берджа в открытом (а) и закрытом (б) виде. 28

33 Проба берется из толщи грунта. Затем содержимое вытряхивают в сачок и промывают в воде. Сачок нужно сшить из мельничного газа 23. Он может иметь форму квадрата или прямоугольника. Отступив 5 7 см от верхнего края, следует вшить веревку для затягивания сачка. Это необходимо для сохранения в нем грунта при промывании. При промывании пробы остатки грунта вымываются, и в сачке остается материал для исследования. Его помещают в банку с этикеткой, на которой записывается место отбора пробы и фиксируют 4% формалином. Дополнительные данные о температуре грунта, глубине, а также типе донных отложений, дату и время отбора пробы заносят в полевой журнал. Далее в поле или лаборатории производят выборку организмов бентоса, разбирая пробу из банки по частям, постепенно разбавляя ее водой в специальном тазике. Выявленные из пробы организмы переносят в чашку Петри, где производят их разборку по систематическим группам. Для более детального определения систематического положения животных их рассматривают под бинокулярным микроскопом типа МБС 1, используя определители. Список определителей, необходимых для работы, приведен в списке литературы. 29

34 Оценка качества воды по показателям зообентоса Оценка качества воды по показателям зообентоса проводится по ряду методов. Наиболее перспективными и простыми для анализа бентосных проб являются биотический метод Вудивисса и метод Майера. Метод Вудивисса В нем объединяются принципы индикаторного значения отдельных видов и принцип изменения разнообразия фауны в условиях загрязнения. В основу метода положено упрощение таксономической структуры биоценоза по мере повышения уровня загрязнения вод за счет выпадения индикаторных таксонов при достижении предела их толерантности на фоне снижения общего разнообразия организмов, объединенных в так называемые группы Вудивисса. В качестве индикаторных групп выбраны отряды веснянок, поденок, ручейников, два рода ракообразныхи (Gammarus, Asellus), а также олигохеты семейства Tubificidae и хирономиды рода Chironomus. Начальным моментом работы со шкалой при определении биотического индекса является поиск исходной позиции в первой графе при движении с верхней строчки этой графы вниз по мере отсутствия в определяемой пробе показательных организмов, достигая присутствующей 30

35 в пробе показательной группы, при этом учитывая количество видов в ней. Исходя из этого, определяется биотический индекс. Все определенные виды заносятся в карточку первичной обработки зообентоса. Форма карточки с расчетами приведена в Приложении 6. 31

36 Рабочая шкала для определения биотического индекса по наличию группы Вудивисса Показательные организмы Личинки веснянок Личинки поденок Личинки ручейников Гаммарусы Водяной ослик Олигохеты и (или) красные личинки хирономид Все вышеуказанные виды отсутствуют Видовое разнообразие > 1 вида Только 1 вид > 1 вида Только 1 вид > 1 вида Только 1 вид Все вышеуказанные виды отсутствуют Все вышеуказанные виды отсутствуют Все вышеуказанные виды отсутствуют Биотический индекс по наличию общего числа присутствующих групп >

38 Определение индекса Майера Обитатели чистых вод (х) Личинки веснянок Личинки поденок Личинки ручейников Личинки вислокрылок Двустворчатые моллюски Организмы средней чувствительности (у) Бокоплав Речной рак Личинки стрекоз Моллюски катушки и живородки Обитатели загрязненных вод (z) Личинки комаров-звонцов Водяной ослик Пиявки Личинки мошки Олигохеты Прудовики 34

39 Кроме биотического индекса Вудивисса для оценки зообентосного сообщества используется индекс Майера, применяемый для любых типов водоемов. Для его выведения не нужно определять беспозвоночных с точностью до вида. Метод основан на том, что различные группы водных беспозвоночных приурочены к обитанию в местах с разной степенью загрязнения Нужно отметить, какие из приведенных в таблице групп найдены. Каждый организм из 1-й колонки умножается на 3 (3х). Каждый организм из 2-й колонки умножается на 2 (2у). Каждый организм из 3-й на 1 (Z). В итоге получается 3х+2у+Z =. По значению суммы оценивают степень загрязненности водоемов: Более 21 балла очень чистая вода, I класс балл чистая вода, II класс вода умеренно-загрязненная, III класс менее 11 баллов вода грязная, IY-YII класс. Кроме того, для биологического контроля воды по состоянию зообентоса используют виды-биоиндикаторы (метод Пантле и Букка) и олигохетный индекс отношение общей численности олигохет к общей численности донных организмов, выраженное в процентах (Приложение 1). 35

40 Систематика и экологическая характеристика (сапробность) часто встречаемых бентосных организмов, а также фотографии некоторых представителей макрозообентоса приведены в Приложении Мониторинг зоопланктона Одним из звеньев, составляющих гидробиоценоз, является зоопланктонное сообщество, т.е. совокупность беспозвоночных животных, населяющих толщу воды. Зоопланктонное сообщество, как и любое сообщество экосистемы, характеризуется постоянством видового состава, динамической устойчивостью, определенной, присущей ему организацией. Изменения условий существования организмов отражаются на видовом составе, количественных показателях, соотношении отдельных таксономических групп. Зоопланктон пресных вод представлен в основном простейшими (тип Protozoa), коловратками (класс Rotatoria ), ракообразными ( класс Crustacea, отряд веслоногие Copepoda, п/отряд ветвистоусые Cladocera, п/отряды: каляноиды Calanoida, циклопоиды Cyclopoida. Организмы зоопланктона преимущественно микроскопические формы. В зависимости от размеров пресноводный планктон делят на группы. 36

41 1. Мезопланктон наиболее крупные организмы, видимые невооруженным глазом, их размеры достигают нескольких миллиметров. 2. Микропланктон организмы микроскопические, их размеры от 50 до 1000 мкм. 3. Нанопланктон организмы, длина тела которых меньше 50 мкм. 4. Ультрапланктон крайне мелкие организмы размером менее 20 мкм. В зависимости от указанных размерных групп сбор планктонных организмов осуществляется различными методами: первые две группы могут быть уловлены планктонными сетями, для сбора нано- и ультрапланктона необходимо применять отстойный метод. В зависимости от типа водоема различают эвлимнопланктон планктон озер, гелеопланктон планктон прудов, тельматопланктон планктон луж, кренопланктон планктон ключей, потамопланктон планктон рек. Организация наблюдений Выбор пунктов наблюдений за состоянием зоопланктонных биоценозов проводится в соответствии с общими принципами размещения пунктов наблюдений и контроля в системе мониторинга состояния окружаю- 37

42 щей среды. Пробы следует отбирать на тех станциях, где отбираются гидробиологические пробы по другим показателям (фитопланктону, зообентосу). Отбор проб на зоопланктон Наиболее простым и доступным является способ отбора проб путем процеживания воды через сеть Апштейна, сшитую из газа (рис. 3). а качественная сеть Апштейна, б металлический стакан с краном для планктонных сетей. Метод отбора проб зависит от типа водоема, его глубины. В крупных и средних водоемах с замедленным водообменном пробы отбирают по стандартным горизонтам: поверхность (0,5м глубины) и далее через каждые 2 4 м в зависимости от глубины. На реках и прудах пробы можно отбирать с поверхности. С поверхности отбор производится ведром, с последующих глубинных горизонтов — батометром Молчанова (рис. 4) (вода бе- 38 а б

43 рется из 2-х цилиндров — объем 4л). Количество горизонтов меняется в зависимости от глубины водоема в точке отбора пробы. Рис. 4. Батометр Молчанова Проходя через сеть Апштейна, зоопланктон концентрируется в 40мл стаканчике на конце сети. Объем профильтрованной воды колеблется от 14 до 50л в зависимости от количества горизонтов, глубины водоема в 39

44 точке отбора. После этого берем хорошо отмытую склянку и сливаем в нее содержимое стаканчика. Затем споласкиваем сеточку, закрыв стаканчик и следя, чтобы вода не перехлестывалась через верх сетки. И вновь сливаем воду в эту же склянку. Проба фиксируется 40% формалином (4 мл на одну пробу). Хорошо зафиксированная проба должна иметь устойчивый запах формалина. Каждая проба должна быть этикетирована и записана в полевой журнал. Методы обработки зоопланктона Пробы бывают качественные и количественные. Качественная проба служит для выявления видового состава планктеров в водоеме или в водотоке. В этом случае нужно процедить сквозь сеть как можно большее количество воды. Сбор количественных проб преследует цель узнать, сколько организмов животного планктона обитает в определенном объеме воды. Количественная обработка проб заключается в определении организмов до вида, подсчете количества организмов каждого вида. Для этого используется камера Богорова (рис. 5). 40

45 Рис. 5. Камера Богорова Не имеет смысла подсчитывать количество всех особей всех организмов во всей пробе. Поэтому в трех повторностях просматривается, определяется и просчитывается количество особей в 0,5 5,0 мл, т.е. в определенной выборке из пробы, величина которой зависит от плотности организмов. Для этого склянка с пробой тщательно взбалтывается и с помощью специальной штемпель-пипетки (в крайнем случае одноразового шприца без иголки) берется необходимое количество мл. Выборка помещается в камеру Богорова. Таким образом, мы встречаем наиболее массовые виды, подсчитывая их количество в каждой повторности, и отмечаем в графе карточки с помощью точек: «.» 41

46 1; «:» 2; «:.» 3; «: :» 4; «I :» 5; «I I» 6; «П» 7; 8;, перечеркнутый по диагонали одной чертой 9;, перечеркнутый двумя чертами по двум диагоналям 10. Форма карточки с расчетами приведена в Приложении 7. Далее нужно узнать количество во всей пробе и занести в графу «Численность экз. в пробе», что не представляет большого труда: находим среднее в трех выборках. Например: ( )/3 = 16,6, а затем, зная объем всей пробы (например, 100 мл), подсчитываем коэффициент пересчета в зависимости от величины выборки (например, выборка была 5 мл: 100/5=20). Умножая среднее число особей какого-либо вида на коэффициент, получаем количество особей данного вида в пробе (например: = 332). Проводить расчет организмов принято на кубический метр водной толщи. Узнаем коэффициент пересчета: в 1 м литров, а мы собрали и процедили, например, 50 литров. Таким образом: 1000/50=20. Теперь умножаем число особей в пробе на полученное значение коэффициента: = 6640 особей. Такую операцию необходимо провести для каждого определенного вида или рода. Мы получили «Численность» или плотность орга- 42

47 низмов планктона в 1 м 3. Для заполнения колонки «Биомасса» нужно умножить показатель численности на величину биомассы, рассчитанную для данного вида. Биомасса определяется по таблицам Мордухая-Болтовского одного из основоположников гидробиологической школы в стране. Но, просмотрев три выборки, как уже отмечалось, мы определим и подсчитаем лишь массовые виды, а в сообществе присутствуют и редкие малочисленные виды, роль которых не бывает второстепенной. Поэтому необходимо просмотреть весь объем пробы и зарегистрировать не отмеченные ранее виды. Их количество сразу заносится в колонку «В пробе» и далее проводится подсчет для кубического метра водной толщи. После этого суммируются значения численностей и биомасс всех видов и родов отдельно для коловраток, для веслоногих и ветвистоусых рачков, а затем подсчитывается и общая сумма. Для каждого вида определяется его относительное обилие путем подсчета процентного содержания от общей численности (N) и общей биомассы (B): %N = (n i /N) 100; %В = (b i /B) 100, 43

48 где n i численность i-го вида; b i биомасса i-го вида; N общая численность зоопланктеров; В общая биомасса. На основе анализа видов-индикаторов олиготрофных и эвтрофных вод основан индекс трофности Мяэметса: Е = K (x+1)/(а+v)(y+1), где K число видов Rotatoria, А Copepoda, V Cladocera, х число мезо-эвтрофных видов, y олигомезотрофных. Олиготрофный тип Asplsnchna herricki Guerne Synchaeta grandis Zacharias Ploesoma hudsoni Imhof Conochilus hippocrepis (Schrank) Limnosida frontosa Sars Holopedium gibberum Zadd. Daphnia hyalina (Leyd.) Bosmina longispina (Leyd.) B.obtusirostris lacustris Sars Bythotrephes longimanus Leyd. Heterocope appendiculata Sars Эвтрофный тип Все представители рода Brachionus Hexartra mira (Hudson) Polyarthra euryptera Wierzejski Filinia longiseta (Ehrenberg) Keratella guadrata (O.F. Muller) K.cochlearis (Gosse) Trichocerca cylindrica (Imhof) Pompholyx sulcata Hudson Daphnia pulex (De Geer) D.cucullata Sars Ceriodaphnia pulchella Sars Bosmina longirostris (O.F. Muller) 44

49 Cyclops abyssorum Sars С.scutifer Sars B.coregoni thersites (O.F. Muller) Chydorus sphaericus (O.F. Muller) Cyclops kolensis Lill. C.strenuus Fish. Mesocyclops crassus (Fish.) Величина индекса трофии характеризует определенный трофический статус водного объекта: олиготрофный 4.0. Таблицы средних весов основных видов зоопланктона (Мордухай-Болтовской, 1954) СРЕДНИЕ ВЕСА ROTATORIA Виды Вес в мг Виды Вес в мг Polyarthra Euchlanis dilatata Synchaeta pectinata Kellicottia S.oblonga Keratella cochlearis Synchaeta(мелкая) K.quadrata Bipalpus hudsoni Brachionus аngularis Trichotria B.urceolaris Asplanchna 0.02 B.plicatilis Asplanchnopus B.quadridentatus Gastropus B.calyciflorus Lepadella B.rubens

50 Длина мм Виды Вес в мг Виды Вес в мг Mytilina Notholca acuminata Trichocerca capucina Platyias patulus T.cylindrica P.quadricornis T.longiseta Anuraeopsis fissa T.pusilla Conochilus unicornis T.rattus C.hippocrepis Lecane bulla Pompholyx L. luna Filinia L.quadridentata Hexarthra СРЕДНИЕ ВЕСА CLADOCERA Daphnia Simocephalus pulex Daphnia Moina Sida D.magna galeata Ceriodaphnia Eurycercus D.longispina D.cucullata Graptoleberis Limnosida

51 Длина мм Daphnia pulex D.magna D.longispina Simocephalus Sida Eurycercus Limnosida Daphnia galeata D.cucullata Moina Ceriodaphnia Graptoleberis Длина мм Macrothrinosomphemudorus Diapho- Poly- Chy- Bosmina Длина мм Chydoridae Длина мм Bythotrophes longimanus СРЕДНИЕ ВЕСА LEPTODORA KINDTII Размер Размер Размер Вес Вес мг Вес мг мм мм мм мг

52 Длина мм СРЕДНИЕ ВЕСА COPEPODA Науплиальные стадии Cyclopoida Mesocyclops Harpacticoida Calanoida

53 Длина мм Cyclops Acanthocyclops Mesocyclops Macrocyclops albbidus Eurytem ora Heterocope Diap tomu s Оценка качества воды по показателям состояния зоопланктона Отдельные виды зоопланктонных организмов служат характеристикой состояния окружающей среды. Прежде всего, сюда относятся коловратки. Для оценки качества воды используется метод Пантле и Букка (Приложение 1). Таксономический состав, экологическая характеристика (сапробность) наиболее часто встречаемых видов зоопланктона и фотографии представителей приведены в Приложении 4. 49

54 6. Мониторинг перифитона Под перифитоном А.Л.Бенинг понимал население субстратов, вводимых в воду человеком. Ранее Е.Генштель предложил термин «обрастания». С.Н.Дуплаков расширил понятие перифитон и отождествил его с обрастанием. Дуплаков характеризовал перифитон как сообщества, обитающие на твердом субстрате за пределами придонного слоя воды. Сюда он относил сообщества на макрофитах высших водных растениях, на крупных камнях и корягах мелководья. В настоящее время оба термина «перифитон» и «обрастания» используются в сходном значении для обозначения растения и животные, обитающие в толще воды на живых и мертвых субстратах. Перифитон, благодаря приуроченности к субстрату, играет первостепенную роль при оценке качества воды, анализ перифитона может указать на ранее имевшее место ухудшение качества воды. В состав обрастаний входят представители трех основных функциональных групп: автотрофные организмы-продуценты (водоросли), гетеротрофные организмы-консументы (простейшие, коловратки, черви и др.) и организмыредуценты (бактерии и грибы). Основу обрастаний составляют в основном формы микроскопические, для ко- 50

55 торых характерны высокий уровень метаболизма, короткие жизненные циклы и способность быстро реагировать на изменения внешней среды. Менее заметную роль играют обычно мшанки, губки, грибы, моллюски и другие группы гидробионтов, которые колонизируют субстраты, как правило, при наличии на них уже сформированной биопленки из микроорганизмов. Наибольшее показательное значение имеет перифитон, развивающийся на субстратах в проточных и открытых местах водных объектов, где невозможны какие-либо случайные застои грязной или чистой воды. Организация наблюдений Наиболее целесообразно проводить наблюдения за состоянием перифитона в летний период на тех же станциях, где проводятся наблюдения по другим гидробиологическим показателям фитопланктону, зообентосу, зоопланктону. Методика отбора проб перифитона с естественных субстратов При исследовании перифитона очень полезной оказывается информация о внешних, ярко выраженных морфологических признаках, таких, как разнообразие и характер обростов, их цвет, мощность, распределение, 51

56 признаки угнетения и др. Эти характеристики могут свидетельствовать о благоприятном для развития перифитонных сообществ состоянии абиотической среды или указывать на ее неблагоприятные свойства. Необходимо также дать визуальную оценку качества воды (ее цвет, мутность, характер взвеси). Отметить признаки загрязнения поверхности и толщи водной массы в пункте отбора проб. Все эти данные заносятся в полевой журнал. Важное значение имеют сведения о погодных условиях и природных явлениях во время отбора проб и в предшествующие дни, которые могли повлиять на гидрологическую обстановку, вызвать изменения гидрохимических и гидробиологических показателей, затруднить отбор проб обрастаний или их визуальное описание. К таким явлениям прежде всего следует отнести дождевые ливни, паводки, резкие изменения уровня воды в реках, ветры, волнение в водоемах и др. При визуальном описании перифитона удобно пользоваться стандартными для обследуемого водосбора терминами, перечень которых должен включать тип обрастаний (налет, пленка, слой, корка, нарост, бахрома, пряди, космы нитчатых водорослей и 52

источник