Использование водорослей для биологического анализа воды

Наряду с другими методами биологический анализ воды используется при оценке состояния водоемов и контроля за качеством воды. Водоросли благодаря стенотопности многих видов, их высокой чувствительности к условиям окружающей среды играют важную роль в биологическом анализе воды.

В первом случае по присутствию или отсутствию индикаторных видов или групп и их относительному количеству, пользуясь заранее разработанными 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.

В настоящее время существует несколько систем для биологической индикации загрязненных вод. В альгологии для этих целей применяют систему сапробности вод, оцениваемую степенью их загрязнения органическими веществами и продуктами их распада.

В полисапробной зоне, находящейся вблизи от места сброса сточных вод, происходит расщепление белков и углеводов в аэробных условиях. Эта зона характеризуется почти полным отсутствием свободного кислорода, наличием в воде неразложившихся белков, значительных количеств сероводорода и диоксида углерода, восстановительным характером биохимических процессов.

Мезосапробная зона подразделяется на а- и р-мезосапробные подюны. В первой встречаются аммиак, амино- и амидокислоты, но уже есть кислород. В этой зоне отмечаются синезеленые водоросли родов Oscillatoria и Phormidium. Минерализация органического вещества в основном идет за счет аэробного окисления, в частности бак-териального.

Видовое разнообразие водорослей здесь больше, чем в предыдущей подзоне, но численность и биомасса организмов ниже. Наиболее характерными для этой подзоны являются диатомовые водоросли из родов Melosira, Diatoma, Navicula и зеленые из родов Cosmarium, Spirogira, Cladophora, Scenedesmus. В олигосапробной зоне сероводород отсутствует, диоксида углерода мало, количество кислорода приближается к нормальному насыщению, растворенных органических веществ практически нет. Для этой зоны характерно высокое видовое разнообразие водорослей, но численность и биомасса их незначительны.

Перечень видов водорослей-индикаторов степени загрязнения водоемов, предложенный комиссией СЭВ, приведены в ряде публикаций. В связи с тем, что индикаторное значение многих видов водорослей нередко зависит от условий их произрастания, в настоящее время признано необходимым, учитывать не только наличие конкретных видов-индикаторов сапробности воды, но и их численность, соотношение с другими видами в данной экосистеме.

Необходимы и другие дополнительные показатели, позволяющие более дифференцированно подходить к использованию конкретных видов водорослей в качестве индикаторов. В частности, целесообразно учитывать данные о состоянии популяции видов-индикаторов (особенности их возрастных и морфологических спектров, частоту встречаемости уродливых структур и др.). Необходимо создать специальный атлас морфологических уродств – показателей загрязнения окружающей среды.

Разработка тестов морфологического контроля состояния популяций водорослей – один из реальных путей совершенствования методов экологического мониторинга. Весьма чувствительной к условиям внешней среды является структура фитопланктона. Наряду с численностью, биомассой, обилием видов в качестве показателей загрязнения вод перспективными могут быть индекс видового разнообразия и информационные индексы.

Для разработки унифицированной системы оценки качества вод по гидробиологическим показателям следует принять за основу проект системы комплексной оценки качества поверхностных сточных вод, предложенной Институтом гидробиологии АН Украины.

На основании данных, полученных при изучении водорослей, делают научно обоснованные заключения о предельно допустимых концентрациях различных веществ, сбрасываемых в водоемы. Для токсикологического контроля часто используют зеленые водоросли из родов Scenedesmus, Chlamydomonas, Hydrodictyon.