2.5.4.2. Біоіндикація води в використанням водоростей

Як індикатори забруднення води органічними речовинами поряд з іншими організмами використовуються водорості.

Для визначення якості води на першому етапі необхідно виконати спостереження на березі водойми. Варто оцінити: проточність водойми; наявність прибережних або водних заростей вищих рослин; заростання водойми водоростями, що з'являються на поверхні води у вигляді «твані»; водорості, прикріплені до дна або підводних предметів; забарвлення води, тобто наявність «цвітіння» води. При «цвітінні» вода здобуває або яскраво-зелений колір (розвиток зелених водоростей), або сірувато-синьо-зелене забарвлення (розвиток синьо-зелених водоростей). «Цвітіння» води виникає, звичайно, коли в 1 л води налічується кілька мільйонів клітин.

На другому етапі здійснюється збір матеріалів для лабораторного дослідження (збір водоростей).

У водоймі водорості перебувають у товщі води (планктони), на дні водойми (бентос); на поверхні занурених у воду предметів (перифітон). Насамперед треба оглянути водойму і її дно й виявити наявність бентосу у вигляді розростань водоростей - «твані», пластівців або окремих ниток, зібрати їх у баночку. Якщо бентос макроскопічно не помітний, але дно покрите мулом, то за допомогою піпетки або скляної трубочки треба втягти невелику кількість мулу й теж помістити в баночку. Гарним об'єктом для вивчення бентосу є пластівці, що пливуть по поверхні води: це шматочки бентосу, підняті із дна водойми виділеним водоростями киснем.

Перифітон може бути представлений або обростаннями з великих водоростей — до 0,5 м довжиною, або мікроскопічними нальотами, які можна зскребти ножем. При наявності у воді вищих рослин можна зробити «вижимку» з листів, на яких завжди є водорості-епіфіти.

Складнішим є збір фітопланктону. Тільки у випадку «цвітіння» води, коли водоростей дуже багато, можна спостерігати планктон в натуральній воді. У більшості випадків планктон доводиться концентрувати. Для цього використовуються або спеціальна планктонна мережа з осередками < 5 мкм (таку важко зробити), або відстійний метод: зачерпується 0,5 л води, поміщається в пляшку й фіксується 40% розчином формаліну до появи стійкого його запаху (звичайно досить 2 мл формаліну). Вода відстоюється 15 - 20 днів, планктон в цей час осаджується, і воду відсмоктують із середини пляшки сифоном, при цьому планктон залишається на дні. Для аналізу беруть краплю планктону і досліджують під мікроскопом. Всі проби повинні бути позначені етикетками із вказаними датою, місцем збору й прізвища колектора.

На третьому етапі відбувається вивчення й оцінка зібраного матеріалу. Більшість водоростей — або мікроскопічні організми, або вимагають мікроскопічного вивчення для уточнення будови. Попередньо препарати із зібраних водоростей проглядаються за допомогою стереоскопічної лупи, а потім — мікроскопа. Визначається склад видів водоростей або видова розмаїтість, велику кількість окремих видів, види-індикатори. Потрібен мікроскоп зі збільшенням мінімум х200 (10x20), краще х400 (10 х40). Бажано мати визначники водоростей. Найпоширеніші види водоростей представлені на рис.(2.13),( 2.14), (2.15).

На четвертому етапі виконується оцінка результатів. Розроблено спеціальну шкалу, що дозволяє по складу водоростей оцінити ступінь органічного забруднення.

При аналізі проб підраховується загальне число зустрінутих видів і чисельність кожного виду (по 5-бальній шкалі); виявляються домінуючі види і їх сапробність; робиться висновок про перевагу видів певної сапробності.

У полісапробній зоні водойми спостерігається велика кількість інфузорій і бактерій, видів водоростей небагато: це хлорела, політоми й деякі види хламідомонад (рис.2.13 (1 - 3)). При цьому чисельність водоростей може бути високою. Перевага полісапробів у природних водоймах, як правило, зв’язана з місцем скидання органічних стоків, до місць «гниття».

У мезосапробній зоні видова розмаїтість водоростей велика. При цьому в бета-мезосапробній зоні кількість видів водоростей більше, ніж в альфа-мезосапробній, але їхня чисельність може бути нижче.

Наявність альфа-мезосапробів говорить про існування вогнищ забруднення у відносно чистих водоймах або відноситься до ділянок, де кінчається вплив сильного забруднення (так, наприклад, у скидах очищених вод міської каналізації). Це можуть бути й водорості планктонів й обривки водоростей бентосу. У застійних місцях забруднених водойм іноді зустрічаються зарості ентороморфи, або кишечниці (рис.2.13), часто разом із пластівцями осциллаторії, що відрізняються грязно-синьо-зеленим забарвленням (рис.2.14).

Бета-мезосапроби - показники помірного, можна сказати, природного забруднення, характерного для живого, наповненого багатьма гідробіонтами водойми. У планктоні переважають багато діатомей, у складі бентосу й перифітона звичайна сама велика водорість кладофора, що часто залишається на берегах, що висихають, у вигляді «ганчірок». Сюди ж відносяться плаваючі у вигляді твані пластівці інших жабуринь - спірогири, зигнеми й ін. Із групи бета-мезосапробів слід зазначити отруйну синьо-зелену водорість мікроцистис.

В олігосапробній зоні водорості різноманітні, але чисельність їх невелика. Олігосапроби зустрічаються переважно в чистих джерелах, у мочажинах на верхівкових болотах, у річкових струмочках.

Оскільки при перегляді враховується не тільки склад видів, але і їхня чисельність, можна скласти певні коефіцієнти (або індекси), множачи чисельність видів певної сапробності на показник сапробності (допустимо оліго = 1, бета = 2, альфа = 3, поли = 4).

Так можна зрівняти різні по сапробності водойми і оцінити відносну чистоту води.

Рис. 2.13 Полісапробні водорості:

1 - політома,

2 - хлорелла,

3 - евглена зелена

Альфа-мезосапробні:

4 - ентороморфа (кишечниця),

5 - монорафідіум,

6 - стигеоклоніум тонкий

Олігосапробні:

7 - мікростеріас,

8 - космаріум,

9 – синура

Рис. 2.14 Альфа-мезосапробні водорості

1 ─ осциллаторія коротка,

2 ─ осциллаторія видатна,

3 ─ нитцшия голкоподібна,

4 ─ хламідомонас,

5 ─ нитцшия плівкова,

6 ─ циклотелла менегини,

7 ─ хламідомонас атактогамний,

8 ─ гоніум пекторальний,

9 ─ клостеріум голчастий

Рис.2.15 Бета-мезосапробні водорості

1 ─ мікроцистис синювато-зелений,

2 ─ педіастріум,

3 ─ мікратініум,

4 ─ актінаструм,

5а ─ кладофора (загальний вид),

56 ─ кладофора (одна клітина),

6 ─ табеларія,

7 ─ спірогира