Встановлення біотичного індексу якості поверхневих вод за допомогою тест-організмів Chironomus

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 504. 45: 591. 541

Національний університет водного господарства та природокористування

ВСТАНОВЛЕННЯ БІОТИЧНОГО ІНДЕКСУ ЯКОСТІ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД ЗА ДОПОМОГОЮ ТЕСТ-ОРГАНІЗМІВ CHIRONOMUS

Прищепа А.М.

Стецюк Л.М.

В Україні екологічна ситуація на водних об'єктах характеризується як кризова. Криза спричинена невідповідністю природно-ресурсного та соціально-економічних потенціалів окремих регіонів і країни в цілому, зростаючої технологічної відсталості і, як результат, прогресуючого виснаження водних ресурсів. Із 347 дослідних річкових басейнів 8% зазнали незначних екологічних змін, 9 мають задовільний, 40 -- поганий, 26 -- дуже поганий і 17% -- катастрофічний стан [1].

Назріла необхідність формування нової стратегії розвитку водного господарства і основоположної концепції водокористування, що дало б змогу об'єднати напрями діяльності в галузі використання і охорони вод у єдине екосистемне водокористування [2, 3]. В основу концепції охорони водних об'єктів від забруднення повинен бути закладений біологічний або екосистемний підхід, що базується на теоретичних досягненнях науки [4].

Незважаючи на постійне удосконалення фізичних та хімічних методів дослідження стану водних екосистем, все ширше застосування знаходить біологічний аналіз, за якого водні організми постають в якості чутливих індикаторів змін якості води. Проте, оцінюючи якість води за біологічними показниками більшість дослідників основну увагу звертали на організми фіто- та зоопланктону [5, 6, 7]. Так, найбільш уживаною є методика поділу гідробіонтів на три індикаторні групи, наявність яких у воді характеризує сапробність вод [8]: полісапробіонти - організми власне стічних вод; мезосапробіонти - організми сильно забруднених вод; олігосапробіонти - організми слабкозабруднених вод.

Цікавими є дослідження зв'язків між гідрохімічними показниками і розподілом вищої водної рослинності [9]. Відомі комплексні науково-дослідні роботи з фітоіндикації на водотоках [10, 11]. Але більшість вчених визнають, що не лише фіто-, зоопланктон та вища водна рослинність чутливо реагує на зміни умов водного середовища; при забрудненні водойм змінюється також видовий склад, біомаса, виникають морфологічні аномалії бентосу [5, 12]. Отже, за станом, чисельністю та розподілом бентосних організмів можна судити про стан водних екосистем.

Метою нашої роботи було проведення порівняльної оцінки гідрохімічного складу, виявлення приорітетних забруднювачів та визначення класу якості води методом біотестування води річки Луг та співставлення результативності даного методу з методикою встановлення комплексного екологічного індексу якості води.

Річка Луг бере початок із джерел Ходорівського району Львівської області, впадає в р. Дністер з лівого берега. Довжина річки 57 км, площа водозбору 616 км2, залісненість 46 %, заболоченість 4,6 %, розораність 0,4 %. Відноситься до рік рівнинного типу з паводковим режимом. Живлення змішане, переважно дощове. Проведені гідрологічні розрахунки показали, що норма річного стоку для р. Луг становить 3,08 м3/с, об'єм стоку - 97,2*106 м3, шар стоку - 157,8 мм.

Природні умови басейну сприяють концентрації тут значної кількості населення, активного ведення народного господарства, особливо таких галузей як сільськогосподарськє виробництво (рибництво, тваринництво, землеробство) та промисловість (Ходорівський целюлозно-паперовий комбінат, Ходорівський цукровий завод). Воду використовують для технічного водопостачання та потреб сільського господарства.

Середня багаторічна гідрохімічна характеристика поверхневих вод басейну р. Луг наведена у таблиці 1. Нумерація створів спостережень відповідає їх розміщенню від витока до гирла, а саме:

Створ №1 с. Отиневичі - витік; Створ №2 м. Ходорів - до випуску стічних вод; Створ № 3 м. Ходорів - після випуску стічних вод; Створ № 4 с. Добровляни; Створ № 5 Гирло.

Для визначення класу якості води, стану водної екосистеми і рівня антропогенного навантаження, ми використали методику встановлення комплексного екологічного індексу (Ie) [2].

Комплексний екологічний індекс якості води по створах спостережень змінюється у межах 1,7 (на витоку) - I-II клас до 4,5 (м. Ходорів після випуску стічних вод) - IV клас і в середньому по річці становить 3,1, що відносить воду до третього класу. Результати спостережень наведені у вигляді колових діаграм на рисунку 1.

Визначальними у формуванні якості води виявились речовини блоку трофо-сапробіологічних показників (БСК5, азот амонійний, азот нітратний), надходження яких у річку зумовлене промислово-побутовими та стоками з сільськогосподарських угідь.

Таблиця 1 Середня багаторічна гідрохімічна характеристика поверхневих вод басейну р. Луг

Рис. 1 Колова діаграма екологічної класифікації якості поверхневих вод басейну р. Луг:

Еталонні значення характеристик екологічної оцінки поверхневих вод [13]; водокористування гідрохімічний забруднювач біотестування

Фактичні значення характеристик екологічної оцінки поверхневих вод;

Рибоводно-біологічні вимоги до якості води [14];

Біологічні методи характеризують якість води як середовище існування гідробіонтів та дозволяють дати інтегральну оцінку впливу комплексу інгредієнтів та факторів на водне населення.

В межах Водної Рамкової Директиви прийнято оцінювати екологічний стан поверхневих вод за шкалою для визначення біотичного індексу (табл. 2).

За даною методикою для того, аби оцінити стан водойми, необхідно вияснити, які індикаторні (показові) групи мікроорганізмів мешкають у річці. Пошук розпочинають із найчутливіших до забруднення груп оргінізмів - веснянок, далі одноденок, волохокрилець, тобто у тому порядку, як вони розташовані у таблиці. Визначивши кількість груп наявних організмів, на перехресті відповідних рядків та стовбчиків таблиці визначається значення біотичного індексу. Кольорова шкала призначена для віднесення встановленого біотичного індексу до прийнятих в Україні класів якості води.

Згідно даної методики ми провели оцінку якості води по дослідних створах р. Луг, використавши в якості індикаторного організму личинки хірономід (Chironomus dorsalis) (рис. 2. - б) [15, 16]. Відбір проб здійснювали за допомогою дночерпача Екмана-Берджа з площею захвату 0,025 м2 [17].

Найбільш чисельними виявились проби, відібрані у створах № 1, 2, 5: тут середня чисельність Chironomus dorsalis становила більше 20 екз./м2. У створі №3 середня чисельність індикаторних організмів була 5 екз./м2, а у створі №4 - 12 екз./м2.

Таблиця 2 Робоча шкала для визначення біотичного індексу якості води

Результати проведених визначень чисельності Chironomus dorsalis, встановлення біотичного індексу та класу якості води у дослідних створах представлені у таблиці 3. За даними даної таблиці підтверджується IV клас якості води у створах №3 та №4, аналогічно проведеній оцінці із встановленням комплексного екологічного індексу.

Таблиця 3 Результати досліджень

Слід зазначити, що властивості та характер донних відкладень дослідної річки зберігають відносну одноманітність за течією.

Це в основному піщані мули та замулені піски. Отже, вплив фізичних характеристик дна, яке є середовищем існування бентосу, не здійснює вплив на розподіл чисельності організмів. В такому випадку можна стверджувати, що основним фактором тут виступає хімічний склад придонного шару води.

Отже, при оцінці якості поверхневих вод, використання в якості тест-організмів личинки хірономід (Chironomus dorsalis), - дає змогу оцінити екологічний стан водного об'єкту, шляхом встановлення біотичного індексу, який співвіднесено до класів якості води. Цей метод є достатньо простим і чуттєвим, що зумовлено доступністю отримання тест-організмів та їх високою чутливістю до вмісту у воді забруднювачів.

Література

1. Хвесик М.А. Региональный анализ формирования качества поверхностных вод.// Экологические проблемы Украины и пути их решения. - К.: СОПС Украины АН Украины, 1991. - с.39-45.

2. Відновна гідроекологія порушених річкових та озерних систем (гідрохімія, гідробіологія, гідрологія, управління). Том I. Гриб Й.В., Клименко М.О., Сондак В.В. - Рівне: Волинські обереги. - 1999, - 348 с.

3. Оксиюк О.П. Структурно-функциональная организация экосистем водотоков и экологическая основа управления качеством воды в них.// Развитие гидробиологических исследований в Украине. - К.: Наукова думка, 1993. - с.9-26.

4. Лозанський В.Р. Проблема комплексных оценок качества поверхностных вод и пути их решения // Комплексные оценки качества поверхностных вод. - Л., 1984. - с. 6 - 14.

5. Слободян В.О. Біоіндикація: навчальний посібник. Івано-Франківськ: Видавництво “Полум'я”. 2004. - 196 с.

6. Брагинский Л.П. Биопродукционные аспекты водной токсикологии./ Гидробиологический журнал, 1988. - №3. - с. 74-83.

7. Костяев В.Я. Синезеленые водоросли и еволюция эукариотных организмов. Москва: “Наука”, 2001. - 126 с.

8. Мацнєв А.І., Проценко С.Б., Саблій Л.А. Практикум з мрніторингу та інженерних методів охорони довкілля. Навчальне видання. Рівне. 2002 - 462 с.

9. Катанская В.М. Методика исследования высшей водной растительности // Жизнь пресноводных вод СССр. М. - Л.: Изд-во АН СССР. - 1956. - Т. 4. - Ч. 1 - с. 160 - 182.

10. Клименко М.О., Гроховська Ю.Р. Оцінка екологічного стану водних екосистем річок басейну Прип'яті за вищими водними рослинами. - Рівне: НУВГП, 2005. - 194 с.

11. Клименко М.О., Гроховська Ю.Р., Бєдункова О.О. Накопичення важких металів гідрофітами. // Зб. наук. праць “Вісник національного університету водного господарства та природокористування”. Вип. 1(33). Рівне, 2006. - с. 159-164.

12. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений. - Л.: Гидрометиоиздат. 1977. - 541 с.

13. Жукінський В.М., Оксіюк О.П., Верніченко Г.А. та ін. Методика встановлення екологічних нормативів якості поверхневих вод для управління станом водних екосистем України. - Т.1 - К., 1997. - с. 11-12.

14. Обобщенный перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. - М.: Главрыбвод Минрыбхоза СССР, 1990. - 46 с.

15. Константинов А.С. Общая гидробиология. Учебник для биологических специальностей университетов. - 3-е изд., переработаное и дополненое - М.: Высшая школа, 1979. - 480 с.

16. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Под ред. Л.А. Кутиковой, Я.И. Старобогатова. - Л.: Гидрометиоиздат. -1977. -508 с.

17. Яшнов В.А. Практикум по гидробиологии. М.: “Высшая школа”, 1969. - 427 с.

Размещено на Allbest.ru