Классификация загрязнения вод по индексу загрязнения воды (по а. Ю. Опекунову, 2006)

Известно несколько классификаций водоемов по степени загрязненности органическими веществами. Наиболее известна применяемая гидробиологами система сапробности (от латинского sapros – разложение), разработанная немецкими учеными Кольвитцем и Марссоном применительно к водам, загрязненным органическими бытовыми стоками. В соответствии с ней выделяются:

1. Полисапробная зона, которая наиболее загрязнена; в ней обильны сложные биохимические соединения и практически отсутствует свободный кислород. Поэтому биохимические процессы имеют восстановительный характер, а в воде накапливаются сероводород, углекислый газ, метан, аммиак и другие вещества. Основу населения полисапробной зоны составляют сапрофитные бактерии, численность которых достигает сотен миллионов клеток в 1 мл воды. Здесь многочисленны бесцветные жгутиковые и грибы, встречаются олигохеты и личинки мух. Общее число видов, обитающих в полисапробных водах, невелико, но они развиваются в огромных количествах.

2. α-мезосапробная зона, которая по гидрохимическим показателям близка к полисапробной, но отличается присутствием свободного кислорода. В результате распада органических соединений в воде данной зоны содержатся большие количества аммиака, а также амидокислот и аминокислот. Население α-мезосапробной зоны качественно бедно, его основу составляет меньшее число сапрофитных бактерий – десятки миллионов клеток в 1 мл воды. Здесь распространены бесцветные жгутиковые, грибы, инфузории, а также встречаются коловратки, отдельные представители зелёных и синезелёных водорослей. В донных осадках развиваются большие количества олигохет из семейства Tubificidae и личинок комаров Chironomus plumosus.

3. β-мезосапробная зона, отличающаяся преобладанием окислительных процессов над восстановительными. Благодаря интенсивному фотосинтезу многочисленных растений в данной зоне часто, особенно летом, наблюдается перенасыщение воды кислородом; в воде преобладают продукты минерализации органических веществ (аммонийные соединения, нитриты и нитраты), содержание органики мало. Численность сапрофитных бактерий не превышает 20-30 млн. клеток в 1 мл воды. Население β-мезосапробных вод отличается большим видовым разнообразием – многочисленны коловратки, низшие ракообразные, насекомые, моллюски и рыбы.

4. Олигосапробная зона, которая полностью свободна от загрязнений и, как правило, перенасыщена кислородом. Её население наиболее разнообразно в видовом отношении, но количественно гораздо беднее из-за нехватки биогенных элементов и органики.

В соответствии с более подробной классификацией органически загрязнённых вод, которую предложил В. Сладечек (1967 г.), они подразделяются на:

1. катаробные (чистые);

2. лимносапробные (соответствующие всем степеням сапробности);

3. эвсапробные (сточные воды);

4. транссапробные (воды с токсическими и радиоактивными веществами, с высокой температурой).

Различное отношение гидробионтов к степени загрязнения водных объектов обуславливают:

1. потребность организма в источнике питания – органических веществах;

2. уровень толерантности (выносливости) живых организмов, а также их способность существовать и адаптироваться в загрязненных водах.

Организмы, характерные для зон с различной сапробностью, получили название индикаторов сапробности. Это означает, что каждой зоне свойственны специфические группы организмов, по наличию которых можно судить о санитарном состоянии водных объектов. Однако идентификация степени загрязнения может быть осуществлена лишь при массовом развитии их в водах, поскольку экологическая пластичность гидробионтов по отношению к органическим веществам значительна.

Надежными индикаторами полисапробных вод являются многие бактерии (Sphaerotilus natans, Thiopolycoccus ruses и др.) и грибы. Сообщества нитчатых бактерий, грибов и простейших, развивающиеся при сильном органическом загрязнении, формируют слизистые образования.

К индикаторам α-мезосапробных вод относятся некоторые виды синезелёных водорослей (Oscillatoria), простейшие (Chladomonas fruticulosa, Podophria), коловратки (Brachionus plucatilis, Brachionus calyciflorus, Philodina), личинки двукрылых насекомых (Chironomus plumosus, Culex pipiens, Eristalis tenax).

В β-мезосапробной зоне биоиндикаторами являются простейшие (Tintidium flaviatile), коловратки (Keratella cochlearis, Filinis longiseta), личинки двукрылых (Endochironomus polypedium), а также ряски малая и трехдольная, роголистник темно-зеленый.

Среди индикаторов олигосапробных вод можно назвать ветвистоусых рачков (Bytotrephes longimanis, Daphnia longispina) и моллюска Dreissena polymorpha.

Почти не изученными являются организмы – показатели токсобного и сапротоксобного загрязнения. Известны лишь немногие виды, способные выдерживать высокие концентрации токсикантов (например, личинки двукрылых насекомых Cricotopus bicinetus способны развиваться при концентрации хрома до 25 мг/л, меди – до 2,2 мг/л, цианидов – до 3,2 мг/л, что в десятки и сотни раз превышает предельно допустимые концентрации этих загрязнителей).