Сапробность: понятие, основатели системы сапробности.

Сапробионты - орг-мы, обитающие в водах, в той или иной степени загрязн­ённых органич. вещ-ми. Сапробность - комплекс физиолого-биохимических св-в орг-ма, обусловливающий его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органич. вещ-в, т.е. с той или иной степенью загрязнен­ия. Понятие "С." сформулировано основоположниками санитарной гидроби­ологии в России Никитинским и Долговым. В связи с интенсивным загрязн­ением вод промышленными стоками, ядохимикатами, удобрениями и продуктами бытовой химии термин "С." часто заменяют термином "токсобность" (совокупность физиолого-биохимических свойств, позволяющих организмам жить в водоёмах и водотоках, загрязнённых сточными водами). С. оценивается загрязнённость вод органич. вещ-ми. По ней воды делятся на поли-, мезо- и олигосапробные. Среди сапробионтов различают: полисапробионты-обитаюших в очень загрязнённых водах; мезосапробионты-средней загрязнённости, и олигосапробионты-малой загрязнённости. Состав и количество С. и структура их сообществ служат критериями для оценки степени загрязнёи-ности водоёмов отбросами и сточными водами предприятий, перерабатывающих природное органическое сырьё. Способность С. минерализовать органические вещ-ва загрязнений используется для усиления пр. самоочищения вод, особенно сточных. Воды, загрязнённые органич.вещ-ми:

Полисапробная зона-сильное загрязнением очень низким содержанием или отсутствием кислорода, наличием продуктов анаэробного распада (метана, сероводорода), содержанием большого кол-ва органич. детрита, протекают восстановительные процессы, ил - чёрного цвета. Смена сообществ орг-в в таких водах часто катастрофически быстрая. Образуемые полисапробами обрастания слизистые, хлопьевидные. К типичным П. относятся бактерии ….., жгутиконосец ….., инфу­зории ……; к факультативным-бак- терии ….., зелёная водоросль ……; червь ……; из насекомых только крыска (личинка мухи-пчеловидки- …..). Значение П. в жизни водоёма очень велико-разлагают органич. вещ- ва и осуществляют биологическую очистку сточных вод.

Мезосапробная зона -имеется некоторое кол-во кислорода, в воде и донных отложениях протекают окислительно-восстановительные пр.(продукты окисления-нитраты и нитриты (наряду с аммиаком и слабо окисленными азотистыми соединениями-аминокислотами и аминами), но отсутствуют неразложившиеся белки. Различают а-Мезосаробионты и в-М. Первые способны развиваться в более загрязнённых водах со значительным дефицитом кислорода; это многие бактерии, некоторые грибы и водоросли, простейшие, коловратки, некоторые малощетинковые черви, личинки двукрылых насекомых (Мотыль). в-М.-обитатели менее загрязнённых вод с незначительным дефицитом кислорода; это ряд диатомовых водорослей, из зелёных-кладофора, некоторые цветковые, из простейших-жгутиковые, корненожки, ресничные инфузории, а также некоторые моллюски, ракообразные, насекомые и рыбы. Ил жёлтой окраски.

Олигосапробная зона (чистые воды)- содержание кислорода высокое - преобладают окислительные процессы, цветения водорослей нет, на дне детрита немного, ил коричневый, из соединений азота присутствуют соли азотной кислоты; угольной кислоты мало, сероводорода нет. К олигосапробионтам относятся некоторые зелёные и диатомовые водоросли и цветковые растения (кувшинка белая); некоторые коловратки, мшанки, губки, моллюск дрейссена, ветвистоусые ракообразные (дафнии, битотрефесы), личинки стрекоз и подёнок, из рыб-стерлядь, форель, гольян, из земноводных-тритоны.

Кольквитц и Марссон были не только пионерами в создании системы показательных организмов для оценки степени сапробности вод, но и дали списки видов-индикаторов, характерных для каждой из зон. В дальнейшем, в течении всего ХХ-го века, накапливалась библиография, расширяющая и уточняющая таблицы видовых коэффициентов сапробности.

Долгов и Никитинский, обобщив опыт отечественных и зарубежных исследователей, внесли некоторые изменения в списки Кольквитца- Марссона. Эти списки в сокращенном виде приводят также Жадин и Родина, Либман провёл ревизию системы Кольквитца- Марссона и опубликовал перечень показательных видов с описанием экологических условий, в которых эти виды встречаются.

В имеющейся библиографии видное место занимает основополагающая работа Сладечека [1973], содержащая наиболее полный список, включающий около 2000 видов и обобщивший результаты исследований сапробности.

25. Диаграмма сапробности Сладечека:

Сапробность - комплекс физиолого - биохимических св-в орг-ма, обусловливающий его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органич. вещ-в, т.е. с той или иной степ­енью загрязнения. Чешским специалистом Владим.Сладечеком (1967) разраб­отана полная система сапробности, или биологическая схема качества воды. Все типы вод можно представить в виде круга, который делим на квадранты. Левая половина круга представляет несточные воды, правая - сточные воды. Верхняя половина-природные и сточные воды, нижняя половина-воды, для котор­ых нельзя применить понятия сапробности, это воды асапробные. Квадранты представляют четыре главные группы качества воды.

1. Катаробность: наиболее чистые грунтовые воды, минеральные воды или вода, которая была искусственно подготовлена в качестве питьевой воды.

2. Лимносапробность: более или менее загрязненные поверхностные или грунтовые воды. Пять степеней сапробности: х-ксеносапробность, о-олигосапробность, в-мезосапробность, а-мезосапробность, р-полисапробность. 3. Эвсапробность: сточные воды, содержащие органич. вещ-ва, которые подвергаются биохимическим пр-ам разложения. Их четыре степени: i-изосапробность (развитие инфузорий), м-метасапробность (развитие бесцветных жгутиконосцев), h-гиперсапробность (развитие бактерий и грибков), и-ультрасапробность (абиотическая степень-наиболее концентрированные сточные жид-ти). 4. Транссапробность: сточные или поверхностные воды,которые не подчиняются понятию сапробности и не подвергаются биохимическому разложению. Здесь три степени качества воды: а-антисапробность с ток­сическими вещ-ми, г-радиосапробность с радиоактивными веществами и с- криптосапробностъ, где влияют физические факторы, например высокая или низкая темп., присутствие минеральных суспензий.

В кругу находится стрелка, показывающаяся направление биологич. очистки и самоочищения. Нельзя предполагать, что каждая сточная вода должна проход­ить последовательно по всем степеням, которые мы различаем. Очистительные сооружения сокращают этот пр., который заканчивается достижением прибл­изительно а-мезосапробной степени. Обратное направление стрелки указыв­ает на повышение загрязнения и кол-ва органич. вещ-в (БПК, окисляемоста). Отдельные степени сапробности характеризуются биологически-присутствием или отсутствием орг-в, во многих случаях биоиндикаторов. Зная условия жизни биоценозов, можно судить об общих свойствах биотопа.

В схеме четыре степени, которые явл.или могут быть абиотическими, это - катаробность, ультрасапробность, антисапробность и криптосапробность. В каждом из этих случаев можно найти причину, вызывающую отсутствие орг-в. Банина и др. (1983) дополняют характеристики сапробных и антисапробных зон по Сладечеку: Катаробная и ксеносапробная зоны. Насыщение воды кислородом достигает 95 % БПК₅ не превышает 1 мК) / л, и кол-во взвешенных в воде веш-в не выше 3 мг/л. Изосапробная зона. Пример-свежие бытовые стоки. Вода лишена растворе­нного кислорода. Сероводород отсутствует или имеются его следы. Значения БПК₅ очень высокие, и в течение 5 дней колеблется от 120 ООО до 400 мг0₂/л и к концу срока до 50 мг0₂/л. Численность бактерий типа coli равно 20 млн.- 3 мрд./л. Заселе­ние простейшими последовательное за бактериями-бесцветные жгутиконосцы, пре­жде всего Политома увелла, инфузории. Метасапробная зона. К сильному загрязн­ению органич. вещ-ми добавляются токсические вещ-ва. Условия анаэробные, идет анаэробный распад с образованием больших кол-в Н₂ S. БПК₅ - 200 - 700 мгО2/л.

Вода содержит огромное кол-во гнилостных бактерий и серобактерий. Простейшие представлены в основном бесцветными жгутиконосцами. Вода непригодна для какого-либо использования. Гиперсапробная зона характеризуется большим на­сыщением органич. вещ-ми, разложение которых происходит в анаэробных условиях. Эта зона включает индустриальные органосодержащие стоки (стоки сахарных заводов.) Вода содержит огромное кол-во анаэробных бактерий и орг-в группы Микофита. Других орг-в в активном состоянии здесь нет. Значения БПК₅ очень велики: 500-1500 мг0₂/л и выше. Бактерий и Микофита содержится 50 млн. в 1 мл и около 1 млн. бактерий типа coli в 1 мл. Ультрасапробная зона - «безжизненная» - нет живых орг-в в активном состоянии; обнаружены споры бактерий, водоро­слей цисты простейших, яйца нематод, коловраток. Эго индустриальные стоки (це­ллюлозных заводов). Значение БПК₅ 60000 и выше, S0₂и Н₂S отсутствуют. Антисапробная зона обнаружена в промышл. стоках, содержащих токсические вещ-ва неорганич. и органич. природы. Активных форм жизни, спор и цист нет. Показате­ль БПК₅ = 0. Радиоактивная зона опасна содержанием радиоактивных вещ-в, кот­орые могут, не оказывая губительного влияния на растения и жив., обитающих в воде этой зоны, накапливаться в них и передаваться через пищевые цепи. Криптос- апробная зона отличается неблагоприятн.физическими условиями: слишком высок­ой или низкой темп-ми, содержанием больших кол-в угольной пыли и мелких частиц разообразных минералов, минеральных масел и др. примесей, загрязняющих воду и создающих неблагопр.условия для гидробиошои. Биолог, критерии оценки качества воды дают более обобщенные данные о состоянии водоема,чем химические показа- тели. Они характеризуют изменения состояния водоема, происходящие за большой отрезок времени воздействия на водоем. Биолог. анализ используют для характеристики пр.антропогенного эвтрофирования и для оценки степени загрязнения.

26. Характеристика Бетта-мезосапробных вод (зон) :

Зона, где гниение приближается к минерализации; выделение свободного кислорода при фотосинтезе сильное, значительная потребность в кислороде, кислород­ные условия аэробные; характер окислительных процессов-окислительные, степень минерализации органич. вещ-ва-аммиак, нитриты, нитраты угольной к-ты немного; сероводорода очень мало; концентрация бактерии в мл-десятки тысяч, пожирателей бактерий немного, немного про­дуцентов органич. вещ-ва; водных цветковых растений немного; живо­тных во множестве, с большим числом видов.

Дополнение 1 (Телитченко, Кокин, 1968). «Отмечается в водоемах почти освободившихся от нгестойких орган, вещ-в, распад которых дошел до разования окисленных продуктов (полная минерализация). Концентр­ация 0₂ и угольной кислоты сильно колеблются в течение суток, в дне­вные часы содержание 0₂ в воде доходит до перенасыщения и угольная к-та может полностью исчезать. В ночные часы наблюдается дефицит кислорода в воде. В илах много органического детрита, интенсивно про­текают окислительные процессы. Ил желтой окраски. Наблюдается цве­тение воды многими представителями фитопланктона. В обрастаниях обычны нитчатки и эпифитные диатомеи; в илах - черви, личинки хирономид, моллюски.

Дополнение 2 (Абакумов, 1981). В бета-мезосапробных водах процессы самоочищения протекают менее интенсивно, чем в альфа-мезосапробн- ых. В них доминируют окислительные процессы, наблюдается пересы­щение кислородом, преобладают такие продукты минерализации белка как аммонииные соединения (нитриты и нитраты). Разнообразно предс­тавлены диатомовые, зеленые и сине-зеленые. Число бактерий в 1 см³ воды не превышает 100 тыс. Многие макрофиты находят здесь оптимальные условия для своего роста. Дополнение 3(Банина _и др., 1983).К этои зоне относятся умеренно загрязненные воды с повышенным содержанием органич.вещ-в; много ионов аммония и хлора,большое кол-во пр­остейших, бентосных и планктонных, ресничных и сосущих инфузорий. БПК₅ в них = 2,5-5,0мг 0₂/л. Животный и растительный мир водоемов зоны богат видами с высокой численностью (олигохеты сем. Наидидэ и Тубифицидэ, моллюски, личинки хирономид - п/сем. Хирономине).

27. Характеристика альфа-мезосапробных вод (зон):

Зона, где имеется не­которое кол-во кислорода и потребность в кислороде слабая,слабое вы­деление свободного кислорода при фотосинтезе, кислородные условия полуанаэробные;характер окислительных процессов-восстановительно- окислительные; степень минерализации органич.вещ-ва-аммиак, амино­кислоты, амиды; угольной к-ты и сероводорода-порядочно; концентра­ция бактерий-сотни тысяч; пожирателей бактерий много; продуцентов органич.вещ-ва мало; водных цветковых растений нет или мало; с боль­шим числом видов типов животных, обитающих в полисапробной зоне. Дополнение 1 (Телитченко, Кокин, 1968) «содержится много свободной углекислоты. В воде и донных отложениях протекают окислительно-во­сстановительные пр. Железо в закисной и окисной форме, ил сероватой окраски.В а-мезосапробной зоне развиваются орг-мы, обладающие бол­ьшой выносливостью к недостатку кислорода и большому содержанию угольной к-ты. Преобладают растительные орг-мы с гетеротрофным и миксотрофным питанием. Отдельные орг-мы имеют массовое развитие. Обильны обрастания сидячими инфузориями. В илах значительное кол- во тубифицид и личинок хирономид. Дополнение 2 (Абакумов, 1981). а- мезосапробные воды характеризуются энергичным самоочищением. В нем принимают участие и окислительные пр. за счет кислорода,выделя­емого хлорофиллоносными растениями.Среди них встречаются некото­рые сине-зеленые, диатомовые и зеленые водоросли.Большой численн­остью обладают грибы и бактерии, достигающие сотен тысяч в 1см³. Могут обитать нетребовательные к кислороду виды рыб. Дополнение 3 (Банина и др.,1983).Водоемы загрязнены сточными водами-непригодны в качестве питьевой воды и после очистки становятся пригодными для питья. БПК₅ 5-10мг 0₂/л. Флора и фауна разнообразны по составу видов и кол-ву особей каждого вида. Много видов: бактериальные зооглеи, ни­тчатые и палочковидные бактерии, грибы, ряд синезеленых. Из простей­ших: сидячие кругоресничные инфузории (Эпистилус пликатилис, Прородон терес, Аспидиска). Из саркодовых-голые амебы группы «Птах», раковинные корненожки ( Петаломонас), эвгленовые жгутиконосци р.Эвглена (Е.велата),Лепоцинклис, Астасиа, Меноидиум. Обычные обитатели: коловратки (Брахионус), свободноживущие нематоды, олигохеты р.Лимнодрилус, моллюски, личинки хирономид (р.Хирономус)

28. Характеристика полисапробных вод (р-сапробная):

Зона сильного загрязнения органич. вещ-м с очень низким содержанием или отсутствием кислорода-кислородные условия анаэробные, орг- мы с высокой требовательностью к кислороду абсолютно отсутств­уют, источник кислорода-диффузия; характер окислительных проц- ессов-восстановительные; степень минерализации органич. вещ-ва- белковые вещ-ва, полипептиды, углеводы; угольной к-ты очень мн­ого; сероводорода много; немногие виды живут на гниющей орган­ике; концентрация бактерий в 1мл-сотни тысяч, миллионы; пожира­телей бактерий масса; продуцентов органич. вещ-в и водных цветко­вых растений нет. Дополнение 1 (Телитченко. Кокин, 1968) зона хар­актеризуется большим содержанием нестойких органич. вещ-в и на­личием продуктов их анаэробного распада (метан, сероводород). Ки­слород отсутствует. Содержится много органич. детрита, протекают восстановительные пр., ил черной окраски с запахом сероводорода. Дополнение 2 (Абакумов, 1981).В этих водах интенсивно протекают пр. редукции и распада с образованием сернистого железа или (и) сероводорода. Малое видовое разнообразие, но отдельные виды мо­гут достигать большой численности. Сильно распространены бесцв­етные жгутиконосцы и бактерии.Число бактериальных колоний,вы­растающих из 1см³ на могут превышать более 1млн.

Дополнение 3 (Банина и др., 1983). Ил почти черный, запах серовод­орода. В 1мл воды сотни тысяч и миллионов бактерий, БПК₅-10-50 мг О2/л. В массе развиваются бактериальные зооглеи (Зооглея рамигера), серные бактерии (Беггиатоа, Тиотриус). Виды простейших многочисленны. Ресничные инфузории представлены многими видами: …... Развиваются саркодовые-голых амеб группы «Люмакс», Амеба гуттула и раковинных амеб. Многочисленны растительные и животные жгутиконосцы. Каждый из видов простейших имеет массовое развитие.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: