На основе разработанной на кафедре биологии ИАТЭ методологии биоиндикационных исследований антропогенно загрязненных территорий проведен анализ экологического состояния воды в р.Протве в рекреационной зоне г.Обнинска.
Среди огромного множества методов биологического мониторинга не достаточное внимание уделяется физиологическому подходу. Среди физиологических тестов поведенческие параметры, как показали наши исследования, особенно чувствительны к изменению среды. Даже при 100-процентной выживаемости тестируемого гидробионта мы наблюдали изменения в поведенческих реакциях, которые достоверно регистрировались нами разными методами.
Среди существующих методов оценки поведенческой реакции живых организмов для данного исследования мы выбрали спонтанную двигательную активность (СДА) инфузории спиростомы. СДА является эволюционно-обусловленной формой поведения эукариот и универсальной для беспозвоночных гидробионтов.
В качестве стандартного тест, использующегося в экотоксикологических исследованиях, мы выбрали тест по выживаемости дафний (Международные стандарты ИСО 14000). Кроме того, дафнии отчетливо изменяли свое поведение в тестируемой нами воде. По усиливающимся отклонениям в поведении мы смогли выделить разные зоны загрязнения и оценить удаленность участков от источника возможного загрязнения.
Метод биотестирования на Chlorella vulgaris также включен в Международные стандарты ИСО 14000. В своей работе мы оценивали состояние планктонных водорослей в тестируемой воде по изменению биомассы, полученной на основе анализа концентрации хлорофилла а.
Интересным в плане использования в биотестировании оказался поведенческий тест на планариях. Если в среде присутствовали органические вещества в повышенных количествах, то планарии перемещались со дна сосуда с тестируемой водой на стенки. Мы регистрировали скорость передвижения, время нахождения в темной и светлой зоне в тестируемой нами водной среде.
Сопоставляя полученные данные по четырем показателям, мы смогли построить сводную таблицу классов качества воды (табл.1). В таблицу мы включили так же показатели, которые используются на кафедре биологии ИАТЭ в биоиндикационной практике.
Таблица 1. Классы качества воды
|
Классы качества Показатели |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Прирост биомассы фитопланктона, Мг/л |
предельно чистая |
чистая |
умеренно загрязненная |
загрязнённая |
грязная |
|
|
Биотический индекс Вудивисса |
очень чистая |
чистая |
умеренно загрязненная |
загрязнённая |
грязная |
очень грязная |
|
Сапробность по Пантле и Букку |
катаробные |
олигосапробные |
Бета- мезосапроб-ные |
Альфа- мезосапробные |
полисапробные |
|
|
Выживаемость дафний |
|
чистая |
слабое загрязнение |
среднее загрязнение |
сильное загрязнение |
|
|
Поведение дафний
|
|
чистая |
слабое загрязнение |
умеренное загрязнение |
сильное загрязнение |
|
|
СДА спиростом
|
|
чистая |
слабое загрязнение |
умеренное загрязнение |
сильное загрязнение |
|
|
Индикаторы- макрофиты |
|
Крайне слабое загрязнение |
слабое загрязнение |
умеренное загрязнение |
сильное загрязнение |
Оч. сильное загрязнение |
Анализируя результаты биоиндикационных исследований мы выделили зоны повышенного антропогенного воздействия на гидробионтов р.Протвы в районе г.Обнинска. Особенно сильно загрязнены участки реки в районе промканализационных сбросов предприятий. По двум показателям здесь регистрируется сильное загрязнение, по двум другим - умеренное. Отмечено сильное загрязнение на участке до плотины. Возможно, здесь скапливается большое количество органического вещества, так как именно в этой точке наблюдается значительно превышение биомассы фитопланктона. Вода в р.Протве характеризуется в целом умеренным загрязнением. Однако, водоем, характеризующийся в рекреационной зоне города как полисапробный, вниз по течению становится β-мезосапробным, а в районе промканализационного сброса предприятия α-мезосапроб-ным. Лишь через 1-1,5 км вниз по течению можно говорить о самоочищении водоема.
Нами проведен химический анализ воды в исследуемом водоеме по приоритетным загрязняющим веществам. Также мы оценили, что вода в реке имеет рН около 7, что характерно для данной геоклиматической зоны. Однако в точке пробоотбора, где расположен промканализационный сброс, рН снижен до 5. При этом на указанном участке обнаружено повышение концентрации Na+ в 100 раз. Сравнивая с данными прошлых лет, мы отметили, что эти показатели значительно изменились. По-прежнему достоверно превышение ПДК по Fe3+. В точке промканализационного сброса предприятия зарегистрировано достоверное превышение ПДК по Zn2+. Нами проведен гидрохимический анализ уровня загрязнения воды по совокупности находящихся в ней загрязняющих веществ и частоты их обнаружения. Мы рассчитали баллы кратности превышения ПДК на основе фактической концентрации всех определенных нами химических токсикантов. По величине комбинаторного индекса установили класс загрязненности воды в исследуемом водоеме. Таким образом, у нас появилась возможность провести сопоставление данных химического анализа за несколько лет с результатами биологического мониторинга.