1. Биологическая индикация качества вод

В.И. Вернадский (1926) считал озерную воду биокосным веществом (телом), потому что ее химический состав и свойства в значительной мере определяются и изменяются в результате жизнедеятельности организмов. Исходя из этого, можно считать, что состав, обилие и функционирование жизни в воде отражают ее природное (естественное) или нарушенное качество, т.е. могут или должны служить биологическими индикаторами качества воды. Качество воды водоемов определяет уровень развития жизни в них и является необходимым условием экологической характеристики любого водного объекта.

Историческая справка. В 1850 г. в Лондоне была опубликована монография Хессела. В ней автор давал оценку качества воды по организмам фитопланктона и зоопланктона. Но основоположником гидробиологических методов оценки качества вод принято считать Фердинанда Кона, применившего в 1875 г. микроскопический метод анализа воды. Им была обнаружена зависимость видового состава гидробионтов от химического состава вод и, прежде всего, от растворенных в воде органических веществ.

Гидробиологический метод был продолжен исследованиями Меца в 1898 г. Он предложил списки гидробионтов-антагонистов, встречающихся только в исключительно чистых или в сильно загрязненных водах, а также списки "промежуточных" форм, характеризующих различные уровни загрязнения. К показателям абсолютно чистых вод Мец отнес типичных обитателей холодных вод горных ручьев и родников, не выносящих никакого загрязнения, а к их антагонистам - организмы, которые, по его мнению, в абсолютно чистых водах не встречаются вовсе, а в сточных водах могут достигать большой численности. Мец отмечал, что наличие некоторых из этих форм в небольшом количестве еще не указывает на то, что вода сточная, но нахождение даже их одиночных экземпляров не позволяет считать воду, безусловно, чистой.

В группу гидробионтов, выносящих слабое загрязнение, Мец внес 40 видов, к промежуточной, выносящих довольно сильное загрязнение - 37 видов.

Санитарно-экологическая характеристика многих гидробионтов, данная Мецем, вполне соответствует современной классификации гидробионтов-индикаторов сапробности. В дальнейшем шло накопление данных и систематизация сапробных комплексов гидробионтов. Расширение списков сапробных организмов позволяло дать сравнительную оценку влияния различных сточных вод на качество воды водоемов и водотоков.

Классическая система показательных организмов была создана физиологом Р. Кольквитцем и зоологом М. Марссоном. Название сапробионты (от греч. sapros - гнилой) было дано организмам, обитателям сточных вод, и катаробионты (от греч. katharos - чистый) - обитателям исключительно чистых вод. Под сапробностью авторы системы понимали способность организмов развиваться при большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Позднее экспериментально было доказано, что сапробность организма обусловливается как его потребностью в органическом питании, так и резистентностью по отношению к вредным продуктам распада и дефициту кислорода в загрязненных водах.

Кольквитц и Марссон разделили сапробионтов на три группы:

1) организмы собственно сточных вод - полисапробионты (р-сапробы);

2) организмы сильно загрязненных вод - мезосапробионты (две подгруппы: б - мезосапробы и в - мезосапробы);

3) организмы слабо загрязненных вод - олигосапробионты (о-сапробы).

В 1908 г. Кольквитц и Марссон опубликовали обширный список растительных организмов, а в следующем году - обширный список видов-индикаторов животных организмов. Эти списки в дальнейшем пополнялись.