Реферат: Мониторинг загрязнения водной среды реки Херота с помощью методов биоиндикации

· Сделаны выводы, свидетельствующие о том, что главной причиной эвтрофирования реки служит повышенная нагрузка на единицу поверхности или объема реки поступающих биогенных элементов, в первую очередь фосфора и азота.

· Показано, что в составе сточных вод от промышленных предприятий содержатся высокотоксичные вещества, способствующие или препятствующие утилизации биогенов и эвтрофированию. Процессы, протекающие в реке зависят от гидрохимического состава водной биомассы, следовательно от поступления в реки биогенных элементов с очищенными и неочищенными бытовыми и промышленными сточными водами.

· Выявлены участки рек с признаками снижения удельной активности бентоса в процессе утилизации органического вещества.

· Микробиологические исследования позволили очертить участок реки с наиболее высоким уровнем токсического загрязнения.

Проведенные комплексные исследований представляют обобщенную характеристику антропогенных изменений водных экосистем и демонстрируют индикационные особенности различных компонент и параметров экосистем в условиях эвтрофирования и загрязнения водотоков.

Совокупность полученных данных по альгофлоре, содержанию хлорофилла «а» в планктоне и донных отложениях, развитию микробиальной микрофлоры дают сходные результаты оценки высокого и устойчивого на протяжении ряда лет уровня загрязнения реки.

Донные сообщества рассматриваются как наиболее надежные индикаторы оценки качества воды. Они отражают кумулятивные процессы в водотоках и позволяют наиболее надежно оценить количественно участие зообентоса в процессах самоочищения реки. При воздействии стойкого химического загрязнения уменьшается роль бентоса в процессе самоочищения реки в связи с подавлением его развития(1).

Высокие индикационные свойства характерны для хирономид, гидракарин, микромицетов и нематод. В местах выпуска высокотоксичных сточных вод организмы отсутствуют или зафиксированы локально виды с явно выраженными морфологическими уродствами. Достоверность полученных оценок подтверждается скоррелированностью ответа разных таксономических групп. Сходство результатов, полученных при изучении разных видов гидробионтов, подтверждает надежность сделанных выводов.

Результаты изучения видовой и трофической структуры хирономидофауны в условиях загрязнения различной степени позволяют выявить взаимосвязь между уровнем загрязнения, видовым составом, количеством личинок, а также степенью морфологических уродств.

Для комплексной оценки влияния факторов окружающей среды на видовой состав и популяционные характеристики зообентоса малых рек Краснодарского края был сформирован банк данных, включающий следующие основные информационные и программные компоненты:

· базу гидрологических и гидрохимических данных;

· сведения о видовом составе, численности и биомассе зообентоса;

· пакет математических программ, реализующий статистический анализ изучаемых факторов.

Данные в базе представляют собой упорядоченный массив результатов инструментальных измерений, сопряженный по времени и месту отбора проб и содержащий следующие показатели:

· ширина, глубина и скорость течения реки в точке замера;

· тип грунтовых отложений, прозрачность и содержание хлорофилла в воде;

· температура воды, насыщенность кислородом, pH, БПК и ХПК как в придонном, так и в поверхностном слое;

· концентрации биогенных и техногенных химических соединений (различные формы азота и фосфора, фенолы, нефтепродукты и т.д.);

· показатели биологической и химической окисляемости органических веществ(2).

Численность и биомасса бентоса вводилась в базу с использованием справочника, построенного по иерархическому принципу (класс, отряд, группа, вид) и содержащего дополнительные кинетические константы и другие характеристики жизнедеятельности организмов.

Обработка данных, находящиxся в базе, осуществлялась в несколько этапов:

· первичная обработка, включающая расчет индексов доминирования видов, значений характеристик энергетического баланса (траты на обмен, продукция, рацион, ассимиляция органического вещества и др.), а также обобщенных показателей продукции, ассимиляции и биоразнообразия для донных биоценозов;

· многофакторный дисперсионный анализ, имеющий целью оценить статистическую значимость влияния таких факторов, как сезонный и многолетний тренд, ландшафтно-географические особенности, распределение показателей по поперечному профилю реки, в зависимости от типа грунта и т.д.;

· кластерный анализ, позволяющий проводить сравнение степени сходства между группами наблюдений и осуществлять территориальное районирование объектов (станций наблюдения и рек в целом);

· многофакторный регрессионный анализ, осуществляющий структурную идентификацию связи между факторами среды и популяционными показателями зообентоса.

Базы данных реализованы в виде стандартных DBF-файлов и функционируют под управлением многофункциональной Clipper-программы. Математическая обработка данных реализована как средствами оригинальных программ авторов, так и в общепризнанных статистических пакетах. Конструкция базы данных позволяет существенно расширить ее содержимое за счет включения новой информации как по новым группам биологических объектов, так и по новым обследуемым регионам. Используя информацию базы данных, были проанализированы различные зависимости показателя таксономического разнообразия (индекс Шеннона), рассчитанные в пространстве и времени.

Анализ проведенных зависимостей позволил рекомендовать использование разнообразия дафний как основы при проведении биоиндикационных исследований на различных водотоках. Создание базы данных позволило оценить структуру и динамику донных сообществ водотоков, дать предложения по оценке качества воды равнинных рек, оценить видовое разнообразие, дать рекомендации методического характера. Так, например, при использовании дафний, как биоиндикаторов, должны осуществляться следующие правила:

· биоиндикация должна проходить в относительно короткий промежуток времени;

· объекты для биоиндикации должны быть многочисленными и обладать одинаковыми качествами.