Реакція гідробіоти на токсичну дію хімічних речовин у природних умовах

Після надходження у водні екосистеми токсичні речовини в першу чергу взаємодіють з планктонними організмами. В організмі ракоподібних фільтраторів вони накопичуються в особливо великій кількості. Тому фільтратори виступають як перший буфер, що приймає основний токсичний прес на себе, зменшуючи тим самим негативний вплив на організми інших популяцій. Внаслідок цього вони першими випадають із складу планктону, що веде до зміни домінантних видів у ньому.

Зниження інтенсивності споживання планктонних водоростей зоопланктоном призводить до їх більш інтенсивного розвитку, аж до виникнення «цвітіння» води. Організми зоопланктону взагалі більш чутливі до дії багатьох токсикантів, ніж водорості, тому первинна продукція в умовах невисокого токсичного забруднення може навіть зростати внаслідок зниження пресу зоопланктону на фітопланктон. Одночасно з цим зростає і розклад (деструкція) фітопланктону, що прискорює самозабруднення водойм.

Токсиканти у водних екосистемах розподіляються між компонентами планктону нерівномірно, і це призводить до корінної перебудови структури планктонних співугруповань. Як правило, такі перебудови здійснюються в три етапи. На першому істотно коливаються показники чисельності і біомаси планктонних популяцій, що характеризується як етап «розкачування» системи. На другому відбувається зміна домінантних форм, яка проявляється в тому, що види-домінанти і субдомінанти переходять на другий план або зовсім зникають, а домінантами стають види, які раніше були другорядними. Такі зміни найчастіше мають стрибкоподібний характер і виявляються при досягненні певних критичних значень концентрації токсиканта. Третій етап характеризується повною зміною структури гідробіоценозів: зникає домінування окремих планктонних видів, чисельність і біомаса яких весь час змінюється при загальній тенденції до падіння.

У випадках тривалого впливу токсикантів може повністю зникати фітопланктон, внаслідок чого призупиняється фотосинтез, порушуються трофічні ланцюги, і екосистема відмирає. При перевантаженні водної екосистеми токсичними речовинами, які пригнічують її енергетичний потенціал та порушують екологічні зв'язки, на певному етапі починаються «коливальні» процеси, слідом за якими настає корінна перебудова екосистеми, що призводить до дезорганізації її структури, а в подальшому — до її повної загибелі.

У донних відкладеннях такі процеси виражені менш чітко, незважаючи на те, що токсиканти до них надходять у складі завислих частинок та відмерлого планктону. Донний мул інтенсивно адсорбує токсиканти, тут вони зв'язуються у складні нетоксичні сполуки (наприклад, комплексні сполуки важких металів). У зв'язку з цим прямий вплив токсикантів на бентонт можна і не виявити. Нестійкі органічні токсиканти руйнуються мікроорганізмами донних відкладень і частково засвоюються мікро- і мезобентосними організмами, які живляться мулом (нематоди, олігохети, личинки хірономід). Акумуляція токсикантів з донних відкладень здійснюється по трофічних ланцюгах: мул—донні мікроорганізми—бентосні безхребетні—риби-бентофаги (лящ, сазан, лин, сом та інші). Такі риби хворіють, а споживання їх м'яса небезпечне для людини. При тривалому накопиченні токсикантів мул стає токсичним, але виявити це можна лише при біотестуванні водних витяжок мулу.

Описаний хід токсикогенних сукцесій характерний для водойм відносно невеликих розмірів, які отруєні токсикантами невеликих концентрацій, що не викликають відразу масової загибелі гідробіонтів. У річках спостерігається розведення токсикантів та знесення їх у пониззя або у водосховища, де вони осідають у складі завислих частинок.

Катастрофічні скиди стічних вод, аварії на очисних спорудах, залпові викиди забруднюючих речовин та інші надзвичайні ситуації, що призводять до надходження у водойми значної маси токсикантів (серед яких багато особливо отруйних), супроводжуються масовою загибеллю (замором) риб та безхребетних. Такі явища часто пов'язані з поєднанням дії токсикантів та кисневого дефіциту.