Лабораторная работа №6. БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬВОДОЕМА МЕТОДОМ САПРОБНОСТИ (Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой)

Под сапробностью принято понимать степень распада органических веществ в загрязненных водоемах. Сапробионты, или сап- робные организмы могут служить индикаторами загрязнения или различных степеней разложения органических веществ в водоеме. Распад органики в водоеме приводит к дефициту кислорода и накоплению ядовитых продуктов (углекислоты, сероводорода, органических кислот и др.). Способность организмов обитать в условиях разной степени сапробности объясняется потребностью в органическом питании, устойчивостью к дефициту кислорода и выносливостью к вредным веществам, образующимся в процессе разложения органического вещества (табл. 6.1).
Принцип метода сапробных индикаторов основан на взаимосвязи организмов со средой обитания. Понятие сапробности, с одной стороны, приближается к значению эвтрофикации, так как включает трофическую характеристику, а с другой стороны, сап- робность близка к токсичности или загрязненности, поскольку характеризует действие в среде отрицательных факторов (дефицит или отсутствие кислорода, продукты разложения органики и т.д.). Таким образом, понятие сапробности приобретает значение характеристики качества воды.
Организмы водоема относятся к планктону и бентосу, ряд из них составляет перифитон (обрастания). В планктон включают те

Таблица 6.1
Основные характеристики зон сапробности

Показатель	Полисапробные	Атьфа-мезосапробные
Кислородные условия	Анаэробные	Полуанаэробные
Азотистые соединения	Белковые вещества	Аммиак, аминокислоты
Сероводород	Много	Достаточно много
Загниваемосгь	Загнивает	Загнивает
Бактерий в 1 мл воды	109	106
Преобладание отдельных видов	Очень сильное	Небольшое
Разнообразие видов	Очень малое	Небольшое
Смена сообществ	Катастрофическая	Часто катастрофическая
Потребность организмов в кислороде	Ничтожная	Слабая

Окончание табл. 6.1

Показатель	Бета-мезосапробные	Олигосапробные
Кислородные условия	Аэробные	Аэробные
Азотистые соединения	Аммонийные соли, нитраты, нитриты	Нитраты
Сероводород	Мало	Нет
Загниваемосгь	Не загнивает	Не загнивает
Бактерий в 1 мл воды	105	О 7 о
Преобладание отдельных видов	Значительное	Очень большое
Разнообразие видов	Значительное	Очень большое
Смена сообществ	Довольно медленная	Медленная
Потребность организмов в кислороде	Большая	Очень большая

формы животных и растений, которые проводят всю жизнь во взвешенном состоянии в толще водоема. К фитопланктону принадлежат микроводоросли, к зоопланктону — простейшие животные.

Наиболее показательны для оценки загрязнения водоема бентос и перифитон. В состав биоценозов бентоса входят все формы растений и животных, которые своей жизнью тесно связаны с дном водоема. Организмы обрастания прикрепляются к камням, днищам судов, железным и бетонным арматурам мостов.
В полевых условиях для оценки сапробности проводят предварительное обследование водоема. Следует указать, что водоем реагирует на загрязнение целым комплексом взаимосвязей биотической и абиотической среды. Поэтому при биологическом исследовании изучают водоем в целом — воду, дно, берега, а не только организмы, населяющие водоемы. Прежде чем приступить к обследованию, необходимо иметь сведения о гидрологическом режиме водоема: расходах воды, характере водосборной площади, расположении, количестве и качестве выпусков сточных вод, наличии загрязненных территорий вдоль берега водоема. В момент осмотра водоема в полевом журнале отмечают температуру воды, ее прозрачность (по белому диску Секке), наличие или отсутствие пленок на поверхности, запах и особенности цвета воды, наличие водной растительности, загрязнение берегов, заиленность дна и характер ила, пленки нефтепродуктов на дне и поверхности водоема.
При окончательном обследовании водоема производят отбор и обработку проб. Пробы отбирают ниже источника загрязнения, по возможности, на всем протяжении загрязненности водоема, а также для сравнения — в чистом пункте выше сброса. Для полной биологической диагностики водоема должны быть учтены все сообщества: перифитон, бентос, планктон, плейстон, нектон, макрофиты. Но практически при единичном обследовании можно ограничиться рассмотрением наиболее типичных сообществ: например, в малых водостоках исследуют перифитон, в реках — планктон, бентос и перифитон, в прудах — заросли макрофитов и т.д.
Перифитон собирают скребком, переносят в лабораторию в термосе, чтобы сохранить пробу для микроскопирования в живом виде. Впоследствии фиксируют формальдегидом, доведя его концентрацию в пробе до 2—4 %, и затем окончательно определяют виды. Учитывают сапробность и частоту встречаемости организмов.
Зоны сапробности выделяют по различной степени разложения органического вещества. От чистого водоема к загрязненному увеличивается индекс сапробности водоема: ксеносапробные —
О—0,05 —»олигосапробные — 0,51 —1,50 —gt; бета-мезосапробные — 1,51—2,50 —gt; альфа-мезосапробные — 2,51—3,50 -» полисапроб- ные — 3,51 — 4,0. Индексы обозначаются греческими буквами к—gt; 0 —gt; р —gt; (х —gt; р.
Организмы-индикаторы сапробности
Таблица 6.2

Организмы	Зона сапробности (S)	Организмы	Зона сапробности (S)
Нитчатые бактерии		инфузории
Beggiatoa sp.	P	Colpidium campylum	P
Thoithrix sp.	P	Colpidium colpoda	P
Грибы		Euplotes charon Opercularia coaretata	P a
Leptomitus lacteus	a	Paramecium caudatum	a
Mucor racemosus	a	Spirostomus ambiguum	a
Fusarium aquaeductum	P	Stentor coeruleus	a
Водоросли: синезеленые		Vorticella convallaria Vorticella microstoma	a P
Anabaena flos aquae	P	Podophrya fixa	a
Aphanizomenon flos aquae	P	коловратки
Oscillatoria tenuis	a	Keratella cochlearis	P
диатомовые		Keratella quadrata	P
CymbeUa cesati	0	Rotaria rotatoria (syn.Rotifer vulgaris)	a
Melosira granulata	P	олигохеты
Navicula apiculata	a	Tubifex tubifex	P
евгленовые		Stylaria lacustris	P
Euglena viridis	P	ракообразные
Euglena deses	a	Daphnia magna	a
зеленые и протококковые		Leptodora Kindtii	0
Volvox globator	o- P	Astacus fluviatilts	0
Ulothrix zonata	0	насекомые
Животные: амебы		Caenis macrura	0
Pelomyxa palustris	p	Heptagenia coerulana	P
		Chironomus Plumosus	P

Перечень видов-индикаторов с указанием принадлежности их к зонам сапробности имеется в методическом руководстве «Унифицированные методы исследования качества воды»_1см.

Список лйтёратуры). Некоторые из них приводятся в табл. 6.2.
Для количественного учета просматривают 50 полей зрения не менее чем на трех препаратах — стеклах обрастания. Число организмов оценивают по шкале частот после пересчета на 100 полей зрения соответственно категории крупности (табл. 6.3): я категория — организмы размером до 50 мкм;
Таблица 6.3
Шкала для пересчета организмов-сапробионтов в 100 полях зрения микроскопа на частоту встречаемости

Частота встречаемости в баллах	Сапробионты
1-я категория крупности
1	Не более 1 в каждом 2-м поле зрения
2	Не более 2 в поле зрения
3	Не более 10 в поле зрения
5	Не более 30 в поле зрения
7	Не более 60 в поле зрения
9	Более 60 в поле зрения
2-я категория крупности
1	Не более 1 в каждом 20-м поле зрения
2	Не более 1 в каждом 5-м поле зрения
3	Не более 1 в поле зрения
5	Не более 3 в поле зрения
7	Не более 6 в поле зрения
9	Более 6 в поле зрения
3-я категория крупности
1	1 в 100 полях зрения
2	1 в 50 полях зрения
3	Не более 1 в 10 полях зрения
5	Не более 1 в 4 в полях зрения
7	Не более 1 в 2 в полях зрения
9	Приблизительно 1 в поле зрения

я категория — 50 — 200 мкм; я категория — 200— 1 000 мкм.
Частоту встречаемости учитывают по общепринятой в биоин- дикационных исследованиях девятибалльной шестиступенчатой шкале со следующими обозначениями: 1 — очень редко, 2 — редко, 3 — нередко, 5 — часто, 7 — очень часто, 9 — масса.
Таблица 6.4
Шкала оценки качества воды по системе сапробности

Класс качества водоема	Характеристика воды	Индекс сапробности по Пантле и Буку
1	Очень чистая	lt; 1,00
2	Чистая	1,00-1,50
3	Умеренно (слабо) загрязненная	1,51-2,50
4	Загрязненная	2,51—3,50
5	Грязная	3,51-4,00
6	Очень грязная	gt;4,00

Для единообразия количественного учета и выражения данных в шкале сапробности можно результаты по просчету планктона и микробентоса выразить в значениях частоты встречаемости (см. табл. 6.4).
Наиболее распространен способ определения сапробности водоема по методу Пантле и Бука. Данный метод позволяет сравнить состояние водоема в разных пунктах, например по продольному профилю реки, и представить результаты в цифровом и графическом виде.
Зонам сапробности S придается цифровое значение от 0 до 4 в порядке возрастания загрязнения. Определяется частота встречаемости А организмов в сообществе. Обе величины входят в формулу
для определения индекса сапробности: Ind S = X (»SA)/X А.
Пример вычисления сапробности
Проба: река, забор воды ниже города. Дата                                           Сообщество:
перифитон

Организмы	S	h	Sh
Euglena viridis	4	3	12
Scenedesmus acuminatus	2	1	2
Spirogyra sygmoidae	2	3	6
Closterium acerosum	3	2	6

Организмы	S	h	Sh
Closterium moniliferum	2	1	2
Cyclotella menengiana	3	3	9
Cymbetta vesiculosa	2	2	4
Diatoma vulgare	2	3	6
Melosira varians	2	5	Ю
Navicula viridua	3	2	6
Navicula cryptocephala	3	2	6
Nitzschia acicularis	2	3	6
Nitzschia palea	2	2	6
Surirella ovata	2	2	4
Chilidonella cuculata	3	2	6
Colpoda cuculus	3	2	6

5gt; = 41              Х(б'Л) = ЮЗ
1Ар=3;1лц=15;1лр=23.
Ind 5= X (5Л)/5gt; = 103/41 = 2,51.
Цель работы — определение сапробности водоема. Оборудование и материалы:
микроскоп, аквариумы, предметные и покровные стекла, пинцет.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ Получить у преподавателя «стекла обрастания» с разным временем экспозиции в аквариуме (от недели до полутора-двух месяцев). Рассмотреть под микроскопом препараты с объективом х40. Используя ключ для определения главных групп водных беспозвоночных животных и определители водорослей, составить таблицу видового многообразия. Оценить сапробность обнаруженных организмов по табл. 6.2. Произвести учет организмов по частоте встречаемости по табл. 6.3. Определить сапробность водоема по методу Пантле и Бука (см. пример в тексте). Определить класс качества воды с помощью табл. 6.4. В отчете привести все сведения из п.п. 3 — 5, в том числе рисунки обнаруженных видов.

Константинов А. С. Общая гидробиология. — М.: Высшая школа, 1972.
Методы изучения состояния окружающей среды. — Вологда: Русь, 1996.
Определители индикаторных видов-сапробионтов.
Унифицированные методы исследования качества воды. — М.: СЭВ, 1975. 

Еще по теме Лабораторная работа №6. БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬВОДОЕМА МЕТОДОМ САПРОБНОСТИ (Лабораторная работа подготовлена Е. И. Егоровой):

1.   ГЛАВА 3 ЛАБОРАТОРНЫЕ КЛИНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРОВИ
2.   И. П. Кондрахин.   Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: Справочник — М.: Колос,. — 520 с., 2004
3. 3 ГИГИЕНА ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
4. СВЕДЕНИЯ О ГЕЛЬМИНТОЗАХ ЛАБОРАТОРНЫХ ГРЫЗУНОВ
5. Лабораторно-полевые ульи для шмелей
6.   ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ И КЛИНИЧЕСКИХ ТЕСТОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ВНУТРЕННИХ БОЛЕЗНЕЙ 
7. Организация оплодотворения самок в лабораторных условиях
8.   ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АППАРАТУРЫ В ЛАБОРАТОРНОЙ КЛИНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ  
9. АДЕНОВИРУСНАЯ ИНФЕКЦИЯ ОБЕЗЬЯН И ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
10. ГЛАВА 19 ГИГИЕНА СОДЕРЖАНИЯ СОБАК, КОШЕК И ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
11. 6.2. Исследование способности животных к символизации (на примере «счета») с помощью лабораторных тестов
12. Педагогическая работа
13. 2.2.4. Изучение условий поддержания и хранения культур М. pachydermatis в лабораторных условиях
14. Учебная работа.
15. Глава 2. Лабораторное оборудование для изучения шмелей: особенности содержания шмелей для исследовательских целей