Способ санитарно-гигиенической оценки степени загрязнения природных водоемов
Изобретение относится к мониторингу и экспресс-методам оценки степени загрязнения поверхностных водоемов при помощи методов биоиндикации, использующих в качестве индикатора макрозообентос. Способ включает извлечение индикатора, относящегося к макрозообентосу, из водной среды, его идентификацию, определение степени загрязнения водоема путем оценки классности и сапробности воды в зависимости от индикатора, причем в качестве индикатора выбирают личинки комаров подсемейства Tanypodinae (Diptera, Chironomidae) природного водоема, определяют их видовую принадлежность, по которой судят о классности и сапробности водоема в зависимости от наличия определенных видов личинок указанного подсемейства. Достигается высокая точность и упрощение определения. 1 табл.
Изобретение относится к гигиене и санитарии, токсикологии, экологии, а именно к мониторингу и экспресс-методам оценки степени загрязнения поверхностных водоемов при помощи методов биоиндикации, использующих в качестве индикатора макрозообентос, с целью получения информации о санитарно-гигиеническом состоянии водоисточника.
Известен способ определения степени эвтрофикации водоемов с помощью индекса Гуднайта и Уотлея, включающий в себя сбор бентосных организмов с определенной площади дна, разделение их на две группы, одна из которых представлена малощетинковыми кольчецами, а вторая - всеми прочими видами, подсчет организмов в группах и определение процентного отношения численностей первой и второй групп организмов (Экологический мониторинг. / Под редакцией Т.А. Ашихминой. Изд-во Агар, 1999).
Недостатком известного способа биоиндикации является невысокая точность при определении классов чистоты среды вследствие объединения при анализе в качестве второй группы индикаторов большого числа видов организмов. Кроме того, дисперсия количественных показателей и индексов, получаемых на их основе, достигает больших значений, что снижает точность получаемых оценок.
Известен способ оценки качества воды водоемов по биотическому индексу, включающий в себя взятие проб из водоема, извлечение из них макробеспозвоночных, определение их ключевых таксонов (видов индикаторов) и сопутствующих видов, подсчет их количества и определение биотического индекса, максимальное значение которого равно десяти (Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. / Под редакцией Р.Шуберта. М.: Мир, 1988. 350 с.).
Недостатком известного метода является то, что он не позволяет получить величины индивидуальной классовой значимости каждого вида организмов, определить класс чистоты и провести прогнозирование поведения диагностируемой среды с высокой точностью.
Наиболее близким к предлагаемому является способ оценки качества воды водотоков с использованием макробеспозвоночных донных сообществ, включающий выбор группы индикаторов, формирование эталонной среды с разбивкой ее по классам качества, определение видов индикаторов, способных существовать в диапазоне классов качества эталонной среды, извлечение из среды всех возможных видов из группы индикаторов. По каждому классу качества среды устанавливают виды индикаторов, способные существовать в диапазоне классов качества эталонной среды, и определяют класс качества среды по максимальному значению суммарной классовой значимости индикаторов (Патент RU 2213350, МПК: G01N 33/18, 2003).
Недостатком известного метода является необходимость предварительного формирования эталонной экосистемы с предшествующим выбором индикаторных организмов, наличие навыков определения нескольких различных сообществ (25), отсутствие данных о природе источника загрязнения.
Задачей настоящего изобретения является разработка метода биоиндикации водной среды на основе одного индикатора.
Поставленная задача решается тем, что в способе биоиндикации водной среды природного водоема, включающем извлечение индикатора, относящегося к макрозообентосу, из водной среды, его идентификацию, определение степени загрязнения водоема путем оценки классности и сапробности воды в зависимости от индикатора, согласно решению в качестве индикатора выбирают личинки комаров подсемейства Tanypodinae (Diptera, Chironomidae) природного водоема, определяют их видовую принадлежность, по которой судят о классности и сапробности водоема.
Техническим результатом от использования предложенного изобретения является возможность высокой точности определения и оперативность получения заключения о степени загрязнения водоема и классности качества воды, что позволяет выбрать вид и дать характеристику санитарного состояния водоема.
Способ биоиндикации воды реализуется следующим образом.
В качестве биоиндикатора при анализе водотоков используют макробеспозвоночные донные сообщества - личинки комаров подсемейства Tanypodinae (Diptera, Chironomidae). Среди бентосных сообществ личинки Tanypodinae особенно чувствительны к различным загрязнениям водоемов и образуют биоиндикационный комплекс, включающий 41 вид. Личинки Tanypodinae адаптированы к водоемам и водотокам разного типа и приурочены к различным грунтам, что способствует их расселению и массовости среди других хирономид.
Личинок хирономид собирают по общепринятой гидробиологической методике из грунта и фиксируют, изготавливая морфологические препараты для определения их видовой принадлежности. Родовую и видовую принадлежность личинок хирономид устанавливают на фиксированном материале по соответствующим определителям.
В таблице 1 представлены соответствующие виды личинок комаров Tanypodinae в составе биоиндикационного комплекса и соответствующая водная среда их обитания.
| Таблица 1. | ||||||
| Определение сапробности и класса качества водной среды | ||||||
| Хирономиды п/с Tanypodinae (биоиндикационный комплекс) | Сапробность водоемов | |||||
| Виды хирономид | олигосапробные | мезосапробные | полисапробные | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Clinotanypus nervosus (Meigen) | + | + | + | + | ||
| С.pinquis (Loew) | + | + | ||||
| Tanypus kraatzi (Kieffer) | + | |||||
| T. punctipennis Meigen | + | + | + | + | ||
| T. stellatus Coquillett | + | + | ||||
| T. vilipennis (Kieffer) | + | + | + | + | ||
| Proclaims (H.) choreus (Meigen) | + | + | + | + | ||
| P. (H.) crassinervis (Zetterstedt) | + | + | + | |||
| P. (H.) culiciformis (Linnaeus) | + | + | + | |||
| P. (H.) ferruginous (Kieffer) | + | + | + | + | + | |
| P. (Ps.) rufovittatus (V. d. Wulp) | + | + | ||||
| P. (Ps.) imicola Kieffer | + | + | ||||
| Anatopynia plumipes (Fries) | + | + | + | |||
| Macropelopia nebulosa (Meigen) | + | + | + | |||
| M. adaucta Kieffer | + | + | ||||
| Psectrotanypus varius (Fabricius) | + | + | + | |||
| Natarsia punctata (Fabricius) | + | + | + | |||
| Thienemannimyia carnea (Fabricius) | + | + | + | |||
| Th. laeta (Meigen) | + | + | ||||
| Th. lentiginosa (Fries) | + | + | ||||
| Rheopelopia ornata (Meigen) | + | |||||
| Rh. maculipennis (Zetterstedt) | + | + | ||||
| Conchapelopia pallidula (Meigen) | + | + | ||||
| C. melanops (Meigen) | + | + | ||||
| С viator (Kieffer) | + | + | ||||
| Xenopelopia falcigera (Kieffer) | + | |||||
| X. nigricans (Goetghebuer) | + | |||||
| Guttipelopia guttipennis (V. d. Wulp) | + | |||||
| Larzia curticalcar (Kieffer) | + | + | ||||
| Paramerina cingulata (Walker) | + | |||||
| P. divisa (Walker) | + | |||||
| Labrundinia longipalpis (Goetghebuer) | + | + | ||||
| Telmatopelopia nemorum (Goetgh.) | + | + | ||||
| Monopelopia tenuicalcar (Kieffer) | + | + | + | |||
| Nilotanypus dubius (Meigen) | + | |||||
| Ablabesmyia monilis (Linnaeus) | + | + | + | + | ||
| A. longistyla Fittkau | + | + | + | |||
| A. phatta (Egger) | + | + | ||||
| A.mallochi (Wall.) | + | |||||
| Apsectrotanypus trifascipennis (Zett.) | + | + | ||||
| Labrundinia longipalpis (Goetgh.) | + | + |
Где 1-6 обозначают классы качества воды
Как видно из таблицы 1, личинки вида Guttipelopia guttipennis (V. d. Wulp) обнаруживают только в водах 2 класса; виды Telmatopelopia nemorum (Goetgh.) и Ablabesmyia phatta (Egger) обнаруживают только в олигосапробных водах; виды Xenopelopia nigricans (Goetghebuer), Paramerina cingulata (Walker), P. divisa (Walker), Nilotanypus dubius (Meigen), Ablabesmyia mallochi (Wall.) обнаруживают только в 3 классе вод; вид Tanypus kraatzi (Kieffer) обитает только в 4 классе вод; виды Clinotanypus pinquis (Loew), Tanypus stellatus Coquillett, Procladius (Ps.) rufovittatus (V. d. Wulp), P. (Ps.) imicola Kieffer, Macropelopia adaucta Kieffer, Thienemannimyia laeta (Meigen), Th. lentiginosa (Fries), Rheopelopia maculipennis (Zetterstedt), Conchapelopia melanops (Meigen), C. viator (Kieffer), Larzia curticalcar (Kieffer) обнаруживают только в мезосапробных водах; вид Rheopelopia ornata (Meigen) обнаруживают только в 5 классе вод.
При этом, если обнаруживают виды хирономид, живущие в нескольких различных классах вод, то классность качества водной среды оценивают по виду доминирующему по численности личинок или большинству обнаруженных видов личинок подсемейства Tanypodinae, живущих в одной классности среды.
Следует отметить, что наличие в воде Procladius (H.) choreus (Meigen) или (и) Natarsia punctata (Fabricius) свидетельствует о химической природе загрязняющих веществ, а обнаружение видов (вида) Procladius (H.) ferrugineus (Kieffer), Macropelopia nebulosa (Meigen), Psectrotanypus varius (Fabricius) об органическом загрязнении вод.
Таким образом, руководствуясь данной таблицей в зависимости от обнаруженных видов личинок комаров подсемейства Tanypodinae (Diptera, Chironomidae) в водоеме проводится оценка сапробности и класса качества воды.
Разработанный метод отличается простотой, малой стоимостью, обладает кратковременностью сбора биоиндикаторов, позволяет в короткие сроки получать достаточный объем информации об уровне загрязнения воды, идентифицировать классность качества воды, определять сапробность. На основании полученных данных возможно прогнозирование длительности использования водоема в качестве источника водоснабжения, а также определять первоочередность, выборочность и комплексность санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на очищение водоема, принять обоснованные решения по сохранению и восстановлению качества воды. Предложенный способ может быть использован как экспресс-метод при разовом обследовании воды и для проведения мониторинга водоисточников.
Способ биоиндикации воды природного водоема, характеризующийся тем, что извлекают в качестве индикатора личинки комаров подсемейства Tanypodinae (Diptera, Chironomidae), определяют их видовую принадлежность, по которой оценивают сапробность и классность воды природного водоема следующим образом: к олигосапробным водам 1 класса относят воды при обнаружении в них только таких видов личинок указанного подсемейства, как Clinotanypys nervosus (Meigen), Telmatopelopia nemorum (Goetgh), Ablabesmia phatta (Egger); к олигосапробным водам 2 класса относят воды при обнаружении в них только таких видов личинок указанного подсемейства, как Clinotanypys nervosus (Meigen), Tanypus punctipennis Meigen, T. vilipennis (Kieffer), Procladius (H.) ferrugineus (Kieffer), Anatopynia plumipes (Fries), Thienmannimyia cornea (Fabricius), Conchapelopia pallidula (Meigen), Guttipelopia guttipennis (V.D.Wulp), Telmatopelopia nemorum (Goetgh.), Ablabesmia monilis (Linnaeus), A. phatta (Egger); к мезосапробным водам 3 класса относят воды при обнаружении в них только таких видов указанного подсемейства, как Clinotanypys nervosus (Meigen), С.pinguis (Loew), Tanypus punctipennis Meigen, T. stellatus Coquilett, T. vilipennis (Kieffer), Procladius (H.) choreus (Meigen), P. (H.) crassinervis (Zetterstedt), P. (H.) culiciformis (Linnaeus), P. (H.) ferruginous (Kieffer), P. (Ps.) rufovittatus (V.D.Wulp), P. (Ps.) imicola Kieffer, Anatopynia plumipes (Fries), Macropelopia nebulosa (Meigen), M. adaucta Kieffer, Psectrotanypus varius (Fabricius), Thienmannimyia cornea (Fabricius), Th. laeta (Meigen), Th. lentiginosa (Fries), Rheopelopia maculippenis (Zetterstedt), Conchapelopia pallidula (Meigen), C. melanops (Meigen), C. viator (Kieffer), Xenopelopia nigricans (Goetghebuer), Larzia curticalcar (Kieffer), Paramerina cingulata (Walker), P. divisa (Walker), Monopelopia tenuicalcar (Kieffer), Nilotanipus dubius (Meigen), Ablabesmyia monilis (Linnaeus), A. longistyla Fittkau, A. mallochi (Wall); к мезосапробным водам 4 класса относят воды при обнаружении в них только таких видов личинок указанного подсемейства, как Clinotanypys nervosus (Meigen), С.pinquis (Loew), Tanypus kraatzi (Kieffer), T. punctipennis Meigen, T. stellatus Coquilett, T. villipenis (Kieffer), Procladius (H.) choreus (Meigen), P. (H) crassinervis (Zetterstedt), P. (H.) culiciformis (Linnaeus), P. (H.) ferrugineus (Kieffer), P. (Ps.) rufovittatus (V.d.Wulp), P. (Ps.) imicola Kieffer, Anatopynia plumipes (Fries), Macroprlopia nebulosa (Meigen), M. adducta Kieffer, Psectrotanypus varius (Fabricius), Natarsia punctata (Fabricius), Thienemannimyia cornea (Fabricius), Th. laeta (Meigen), Th. lentiginosa (Fries), Rheopelopia maculippenis (Zetterstedt), Conchapelopia melanops (Meigen), C. viator (Kieffer), Xenopelopia falcigera (Kieffer), Larzia curticalcar (Kieffer), Labrundinia longipalpis (Goetghebuer), Monopelopia tenuicalcar (Kieffer), Ablabesmia monilis (Linnaeus), A. longistyla Fittkau, Apsectrotanypus trifascipennis (Zett.), Labrundinia longipalpis (Goetgh.), к полисапробным водам 5 класса относят воды при обнаружении в них только таких личинок указанного подсемейства, как Tanypus punctipennis Meigen, Т. vilipennis (Kieffer), Procladius (H.) choreus (Meigen), P. (H) crassinervis (Zetterstedt), P. (H.) culiciformis (Linnaeus), P. (H.) ferrugineus (Kieffer), Macropelopia nebulosa (Meigen), Psectrotanypus varius (Fabricius), Natarsia punctata (Fabricius), Rheopelopia ornate (Meigen), Labrundinia longipalpis (Goetghebuer), Monopelopia tenuicalcar (Kieffer), Ablabesmia monilis (Linnaeus), A. longistila Fittkau, Apsectrotanypus trifascipennis (Zett.), к полисапробным водам 6 класса относят воды при обнаружении в них только таких личинок указанного подсемейства, как Procladius (H.) choreus (Meigen), P. (H.) ferrugineus (Kieffer), Natarsia punctata (Fabricius).
