Удк. 504. 4: 556. 5: 628. 19. 004. 12 Клименко М. О., д с. н., професор, Прищепа А. М., к с. г., доцент, Стецюк Л. М., аспірант
| Вид материала | Документы |
- Удк 504. 054: 477. 81 Клименко М. О., д с. г н., професор, Борщевська І. М., асистент, 82.13kb.
- Удк 330 Шпак Н. О., к е. н., доцент, Білоус Н. Б., аспірант, 136.58kb.
- Удк 666. 965(063): 519. 2 Луцкин Є. С., к т. н., Сидорова Н. В., к т. н., Шинкевич, 88.36kb.
- Удк [631. 6: 628. 3]: 631. 22+504., 114.95kb.
- Удк 504. 03; 504. 05; 504., 293.65kb.
- Удк 338. 47 Вівчар О.І., аспірант, 212.13kb.
- Удк 658. 152 Стащук О. В., аспірант, 107.79kb.
- Удк 628. 152 Ткачук О. А., д т. н., професор, Шевчук А. Ю., магістр, 118.3kb.
- Удк 628. 3: 620. 97 Кізєєв М. Д., к т. н., доцент, 148.24kb.
- Удк 004. 838: 004. 853: 004. 855. 5: 004. 738. 5 Анализ эффективности работы web-сайта, 146.96kb.
УДК. 504.4:556.5:628.19.004.12
Клименко М.О., д.с.н., професор, Прищепа А.М., к.с.г., доцент,
Стецюк Л.М., аспірант (Національний університет водного господарства та природокористування, м. Рівне)
ХІРОНОМІДИ, ЯК ІНДИКАТОР СТАНУ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД
В статті проаналізовані біоіндикаційні методи оцінки якості води. Встановлено доцільність застосування біоіндикації за допомогою хірономід.
In the articles analyzed bioindikehon methods of estimation of quality of water. Expedience of appilication of bioindikehon is set by khironomid.
Проблема збереження навколишнього середовища в даний час концентрує на себе увагу дослідників усього світу. Стрімке зростання народонаселення, збільшення площ зрошувального землеробства, а також урбанізація та індустріалізація привели до небувалого використання водних ресурсів. За останні роки збільшився обсяг забруднень від сільського господарства – відходи тваринництва, птахівництва, підприємств, що переробляють сільськогосподарську сировину.
Під впливом антропогенної діяльності відбуваються якісні та кількісні зміни водних об’єктів. Як відмічають С.С.Левківський, М.М.Падун (2006) одним із наслідків негативного впливу людини на водні ресурси є їх забруднення, засмічення та виснаження. Особливо гостро стоїть проблема забруднення малих річок, яких нараховується в Україні 225 тис., а їхній басейн формує понад 60% водних ресурсів (Загорський В.С. 2005р.).
Зміна складу та властивостей поверхневих вод, швидкими темпами відбувається не лише для промислових регіонів, але й для промислово-аграрних. Як свідчать дослідження Гриба Й.В., Клименко М.О., Сондака В.В. (1999), Гроховської Ю.Р.(2005), Статника І.І (2005), значно погіршилась якість води водних об’єктів Рівненщини.
Виявити хімічне забруднення інколи буває складно, оскільки гідрохімічні спостереження для пунктів спостереження третьої категорії, що розміщенні в районах невеликих населених пунктів та промислових об’єктів здійснюють за скороченою програмою -3 спостереження. Контроль цих показників проводять лише в основі фази водного режиму (Клименко М.О., Прищепа А.М., Вознюк Н.М. 2006 р.).
Погіршення якості води приводить до зміни типових для певних місцевостей біоценозів. У водоймах складається нове співтовариство організмів, що відповідає новим екологічним умовам.
Тому сьогодні в умовах впливу забруднюючих речовин, широко застосовують методи біоіндикації води, за допомогою якої здійснюють оцінку якості води. Найбільшої уваги заслуговує одна з останніх класифікацій якості поверхневих вод, розроблена в Інституті гідробіології АН УРСР. На відміну від інших вона поряд з фізико-хімічними показниками не меншою мірою враховує біологічні. Передусім, згідно з цією класифікацією природні води поділяються за солоністю на три групи: прісні (до 1%), солонуваті (1-30%) та солоні (більше 30%), саме мінералізація води в першу чергу обумовлює видовий склад водних організмів [5].
Саме за допомогою гідробіологічних показників (кількісних і якісних характеристик різних груп водного населення, що використовують для оцінки еколого-санітарного стану водних екосистем) якості води можна отримати об’єктивні дані, для виявлення довготривалих змін у водних екосистемах; визначати екологічний стан водних об'єктів; оцінювати якість поверхневих вод як середовища життя організмів, що населяють водоймища, водотоки; визначати сумарний ефект дії забруднюючих речовин; визначати специфічний хімічний склад води та його походження; перевіряти наявність або відсутність повторного забруднення вод; виявляти довгострокові зміни, що відбуваються у водних об'єктах.
Ці показники також є допоміжною інформацією при визначенні умов скиду, характеру та меж розповсюдження стічних вод; при дослідженні біотрансформації забруднюючих речовин; при боротьбі з цвітінням води та заростанням водоймищ вищими рослинами; при проектуванні гідротехнічних споруд тощо.
За допомогою біоіндикації можна оцінити: комплексний, інтегральний вплив забруднюючих речовин на видовий склад і кількісний розвиток гідробіонтів, характеризуючи якість води, як середовища їх існування; якість води протягом тривалого часу (бо зміна видового складу відбувається вже при дуже слабкому забруднені водойм, яке неможливо виявити за допомогою хімічного чи бактеріологічного методу); характеристику якості води щодо її придатності для господарської діяльності та особистої потреби людини.
Використання біоіндикаційного методу дозволить значно зменшити затрати і ресурси при оцінці стану екосистем.
Приймаючи до уваги те, що зміни якості води відбуваються швидко, варто звернути увагу на представників зообентосу які можуть бути витривалими до забруднення. Зообентос це представники майже всіх груп водних організмів – починаючи від найпростіших і закінчуючи рибами. Саме стан зообентосу характеризує зміни водного середовища протягом тривалого часу: олігохети – розвиваються в місцях спуску побутових вод в великій кількості, тому масовий розвиток їх, також може бути як показник органічного забруднення; молюски – більш захищені і менш чутливі до забруднення, а також є об’єктом для біомоніторингу антропогенного забруднення прісних і морських вод важкими металами; ракоподібні – які є кращим показником в кисневому середовищі та хірономіди, які при значному забрудненні водного об’єкту змінюють морфологічні ознаки.
Як стверджують ряд науковців, зообентос є представником тривалого життя і стаціонарним компонентом гідробіоценозу, і може дуже чітко відображати ступінь забруднення. Показники розвитку зообентоса відносяться до обовязкової і скороченої програми СП-1 і СП-2 гідробіологічного моніторингу. Здійснення обов’язкової програми передбачає: визначення загальної чисельності (екз/м3); загальної кількості видів; загальної біомаси (г/м2); кількості груп за стандартним розбором; кількості видів у групі; чисельності основних груп (екз/м2); біомаси основних груп (мг/м2); масових видів та видів-індикаторів сапробності (найменування, доля в загальній чисельності, сапробність). Виконання програми скорочена – 2 передбачає визначення: кількості груп за стандартним розбором; кількості видів у групі; чисельності основних груп (екз/м2);
Сьогодні відомо ряд методів визначення стану водного об’єкту за структурою зообентосу. Так вміст кисню у водному об’єкті можна визначити за системою Кольквіца - Марсона, методом Кнеппа, методом Пантле і Бука, оцінка ступеня забруднення - за системою Вудівіса, де ступінь забруднення оцінюють по видовому різноманіттю.
Широко використовують біоіндикаційні методи суть який полягає в дослідженні окремих таксономічних груп.
Існують чисельні дані про роль олігохет і застосування їх в біоіндикації забруднених водойм. Як один із недоліків цього методу можна відзначити малу інформативність так, розвиток оліготех свідчить про наявність органічного забруднення, оскільки в чистих гідробіоценозах їх чисельність не значна, при тому масовий розвиток спостерігається в місцях спуску побутових вод. випадку забруднення вод важкими металами та радіонуклідами.
Відомо також, що молюски є чутливим об’єктом для біомоніторингу антропогенного забруднення прісних і морських вод. Але маючи товсте покриття ракушки , молюски більш захищені і менш чутливі до забруднення.
Остатнім десятиліттям гідробіологи активно розпочали дослідження личинки хірономід. Личинки хірономід є основним компонентом зообентоса.
Як показують дослідження Балушкіної, Кікнадзе і Тодераша (1981 – 1996) саме хірономіди (мотиль або комарі-дергуни) складають 25% різноманіття водної фауни. Вони є кормовим об’єктом іхтіофауни і біоіндикатором водойм які присутні у водоймах різних кліматичних зон.
Значення хірономід в біоіндикації відображено в багатьох літературних джерелах (Константінов, 1969; Балушкіна 1976, 1989; Тодераша, 1984; Зінченко, 1998; Raddum, Saether, 1981).
Хірономіди – це невеликі черв’яки чевного кольору, довжиною 10–12 мм. Живуть близько 1 року, а потім перетворюються у комаря (рис.1).
Рис. 1. Стадії розвитку Chironomus dorsalis:
а – імаго; б – личинка; в – кладка яєць
Вони є кормовим об’єктом іхтіофауни, відомо, що саме в 100 г. мотиля знаходиться: білків – 62,5 г., жирів – 2,9 г., вуглеводів – 29,7 г., вітамінів А, В1, В2 та каротин. Хірономіди належать до комах з повним циклом перетворення: на стадіях личинки і лялечки вони живуть у воді, на стадії дорослого організму (імаго) ведуть наземний спосіб життя. Личинки харчуються рослинними залишками, які вони добувають у мулі, тобто активно включаються у харчові ланцюги водного біоценозу.
Як вказує Шилова, 1986р. ці представники складають до 25% видового різноманіття зообентосу Європи. За дослідженнями Харитонової (1984) у водоймах України основними представниками зообентосу є також хірономіди.
У 1984 р.вона встановила, що протягом вегетаційного періоду в донній фауні ставків (природних озер) Степу домінують личинки хірономід таких видів як Chironomus f.l. plumosus, Glyptotendipes barbipes, G. Paripes, Procladius ferrugineus становлять ( 94 – 98,7 % ) загальної біомаси бентосу, в ставках Лісостепу вони становлять до ( 90,1 – 99,0 % ) загальної біомаси, а в ставках Полісся теж переважають личинки хірономід ( 65,5 – 99,4 % ) загальної біомаси. Найбільш високі показники чисельності спостерігають у червні, а в деяких випадках – в липні, що в свою чергу повязано з температурним режимом.
Перевага використання личинки хірономід, як біоіндикатора полягає в тому, що вона значно швидше за інші водні організми накопичує важкі метали (ртуть, свинець, мідь) і інші компоненти. Крім того, вона постійно знаходиться в донних відкладах, концентруючи радіонукліди і важкі метали, тобто постійно підлягає дії забруднення.
Як показують чисельні дослідження вітчизняних та зарубіжних науковців, під впливом забруднення в більшості випадків спостерігають зниження числа видів і зміни видового складу хірономід, та змінюються показники чисельності і співвідношення між різними групами личинок хірономід.
Хірономіди є представниками полісапробної зони, тобто невибагливі до вмісту розчиненого у воді кисню організми, що можуть жити у дуже забруднених водах. Полісапроби характеризуються незначною видовою різноманітністю, але величезною кількістю особин тих видів, які спромоглися пристосуватися до несприятливих умов середовища. Значення полісапробів у житті водойми істотне: вони розкладають органічні речовини і здійснюють біологічну очистку стічних вод. Більшість полісапробів є індикаторами високого ступеня забруднення вод біогенними речовинами, і при накопичуванні важких металів відбуваються морфологічні зміни. Наприклад, зміни забарвлення личинки хірономіди з червоного кольору на зелений, свідчить про значне забруднення води специфічними домішками.
На даний час оцінку якості водойм рекомендують проводити за хірономідним індексом (Балушкіной – 1987р.) який розраховують за зміною видового та чисельного складу хірономід.
Хірономідний індекс розраховують за формулою:
К =
, (1)де: Nt – відносна чисельність особин всіх видів підсімейства Tanypodinae; Nch - відносна чисельність особин всіх видів підсімейства Chironominae; No - відносна чисельність особин всіх видів підсімейства Orthocladiinae.
Під впливом забруднення в більшості випадків спостерігають зниження числа видів, зміни видового складу хірономід, та змінюються показники чисельності і співвідношення між різними групами личинок хірономід.
Чисельність особин різних підсимейств залежить за росту рівня забруднення.
Для відбору хірономід зазвичай користуються черпаком з довгою рукою або відром на мотузці з із ситом. Черпаком або відром з дна водойми черпають мул і переносять його невеликими порцями в сито; за допомою кругових рухів позбавляються від дрібних частин мулу, після чого в ситі залишаються мотиль і різні крупні частини (грунт, рослини, молюски). Сито на деякий час виймають з води. Потім знову обережно опускають в воду. При цьому легко підсушений з поверхні мотиль спливає, і його збирають невеликим сачком. Повторивши це декілька раз, в сито набирають нову порцію мулу для промивки. При добуванні мотиля потрібно добре знати місця його найбільших концентрацій в різні пори року; особливо важко розшукувати його на весні і в першій половині літа.
Добутий мотиль знаходиться в перемішку з різним брудом. Для отримання чистого мотиля його поміщають в сито з отвором такої величини щоб він міг пролізти через них. Сито ставиться на таз з водою так, щоб воно торкало дном води. Мотиль через отвори виповзає в воду і падає на дно тазу, звідки його збирають сачком.
Для зберігання мотиля можна використовувати різні способи. Найбільш простий – зберігання в вологій ганчірці або в мішковині, при цьому мотиль потрібно розложити товщиною не більше 1 см. Вологий мотиль можна помістити в скляний посуд, а краще використовувати чашку Петрі. І цей мотиль можна зберігати приблизно 2 тижні. Також добре зберігати мотиля в посуді і щоб кожен день міняти воду.
Нами було здійснено відбір проб на водоймі Храніліще с. Деражне, Костопільського району, Рівненської області та встановлено, що зообентос водойми представлений в основному хірономідами. Відносна чисельність особин підсімейства Chironominae складає 155 особин на 1м2, що типово для водойм з мулистим дном. В результаті проведених лабораторних досліджень, виявлено, що вага однієї хірономіди становить 0,06 мг.
Таким чином, організми зообентосу є одними із кращих об’єктів для біоіндикації, тому що характеризують довготривалі зміни, що відбуваються на водних об’єктах. Із багатьох запропонованих методів біологічного аналізу і оцінки якості води за структурними характеристиками зообентосу найменш вивченим і найбільш прийнятний є метод біоіндикації за допомогою личинки хірономіди. Для вивчення стану водойм, а також для проведення біомоніторингу, доцільно проводити подальші дослідження популяції хірономід, встановлювати їх видовий склад, вивчати морфологічні особливості.
1.В.О.Слободян.Біоіндикація: н6авчальний посібник -Івано-Франківськ: Видавництво «Полум’я», 2004.-196с. 2. Н.Н.Харитонова. Биологические основы интенсификации прудового рыбоводства, Киев, Наукова думка, 1984 -193с. 3. А.С.Константинов. Общая гидробиология. Москва. Высшая школа, 1979 -480с. 4.Гриб Й.В., Клименко М.О., Сондак В.В., Волкова Л.А, “ Відновна гідро екологія порушених річкових та озерних систем”. Т2– Рівне: Волинські обереги, 2004. – Т.3. – 211с. 5. Клименко М.О., Трушева С.С., Гроховська Ю.Р. Відновна гідро екологія порушених річкових та озерних систем (гідрохімія, гідробіологія, управління. – Рівне: Волинські обереги, 2004. – Т.2. – 211с. 6. Клименко М.О., Трушева С.С., Гроховська Ю.Р. Відновна гідро екологія порушених річкових та озерних систем (гідрохімія, гідробіологія, управління. – Рівне: Волинські обереги, 2004. – Т.1. 7. Клименко М.О., Гроховська Ю.Р. Оцінка екологічного стану водних екосистем річок басейну Припяті за вищими водними рослинами. – Рівне: НУВГП, 2005. – 194 с. 8. Хімко Р.В., Мережко О.І., Бабко Р.В.. Малі річки - дослідження, охорона, відновлення. – К.: Інститут екології. – 2003. – 380 с.