Метод оценки загрязнения по литореофилам

Специально для оценки низких уровней загрязнения ручьев и малых рек с быстрым течением (шириной от 1 до 10 метров) средней полосы Европейской России предлагается метод оценки загрязнения по литореофилам. Он предполагает сбор качественных данных по макробентосу, причем с плотных субстратов (предпочтительно камней, в худшем случае коряг и листового опада). Эти субстраты населяют литореофилы – виды, ведущие прикрепленный образ жизни в местах с быстрым течением воды, наиболее требовательные к содержанию кислорода в воде и чувствительные к заилению. Определение нужно вести до семейств или родов.

В качестве индикаторных таксонов используются личинки насекомых (веснянок, поденок и ручейников) и некоторые пиявки. Индикаторные таксоны разбиты на две группы (таблица 4): А (чувствительные к загрязнению и недостатку кислорода) и В (устойчивые к недостатку кислорода и увеличивающие обилие при органическом загрязнении и заилении).

Таблица 4. Литореофилы - индикаторы загрязнения

Чувствительные таксоны (группа А)	Устойчивые таксоны (группа B)
Веснянки: сем. Perlodidae	Веснянки: Nemoura (Nemuridae)
сем. Capniidae	Поденки: сем. Baetidae
сем. Leuctridae	cем. Caenidae
Поденки: Ecdyonurus (Heptageniidae)	Heptagenia (Heptageniidae)
Habrophlebia (Leptophlebidae)	Ручейники: cем. Leptoceridae
Ручейники: сем. Rhyacophilidae	Hydropsyche (Hydropsychidae)
сем. Goeridae	Neureclipsis (Polycentropodidae)
сем. Glossosomatidae	Limnephilus (Limnephilidae)
Polycentropus (Polycentropodidae)	Пиявки: Erpobdella (Erpobdellidae)
Potamophylax (Limnephilidae)	сем. Glossiphoniidae

Для определения индекса нужно подсчитать в пробе число чувствительных к загрязнению таксонов (А) и устойчивых (В).

Если A+В < 5, то проба либо собрана некачественно, либо не на плотных субстратах, либо в реке с болотным питанием, либо загрязнение очень велико (для работ с такими водоемами рекомендуется индекс Вудивисса). Если А+В=5 или больше, оцениваем А/В.

А/В равно 5 и более: водоем очень бедный органическим веществом и без следов загрязнения человеком. В средней полосе такие встречаются крайне редко.

3-5: водоем незагрязненный, несущий «естественный фон» сапробности. Таковы большинство быстрых речек и ручьев средней полосы Европейской России в лесных массивах без населенных пунктов.

2-3: водоем несет слабое, обычно косвенное антропогенное загрязнение, или «естественный фон» органики повышен (вырубки в окружающем лесу, частичное заболачивание долины, бобровые запруды и т.п.).

1-2: налицо заметное, но не сильное антропогенное загрязнение.

0,5-1: загрязнение средней силы.

0-0,5: сильное загрязнение, которое с большой вероятностью имеет промышленный характер; начиная с этого уровня рекомендуется использовать другие меры загрязненности.

Область применения метода оценки загрязнения по литореофилам:

1) приемлем для малых рек с быстрым течением (шириной от 1 до 10 метров);

2) приемлем для средних и сильных загрязнений, к слабым загрязнениям малочувствителен;

3) не рекомендуется для стоячих водоемов, в которых большинство использованных таксонов-индикаторов не встречаются вообще;

4) отбор проб производится только на плотных субстратах.

Интегральный индекс экологического состояния по Т.Д. Зинченко и Л.А. Выхристюк*

Предложенный способ комплексной оценки речной системы (*Зинченко с соавт., 2000; Выхристюк с соавт., 2001; Гелашвили с соавт., 2002) на основе интегрального индекса экологического состоянияэкосистемы –ИИЭС дает возможность оценить суммарный эффект воздействия загрязнения на сообщества гидробионтов и на экосистему в целом. Для расчета индекса используются гидрохимические показатели, в том числе отражающие степень разложения белков, характеризующую сапробность водоема, и результаты гидробиологического анализа бентоценоза.

Основной подход к построению индекса заключается в следующем:

· выделяется некоторое базовое множество измеряемых или рассчитываемых показателей гидрохимического (табл. 5) и биологического (табл. 6) мониторинга;

· каждый показатель делится на диапазоны (с использованием статистических методов или экспертных оценок);

· выделенным диапазонам присваивается оценка в баллах;

· для тестируемого объекта (например, участка реки) рассчитывается значение индекса в баллах.

Таблица 5. Градации концентраций химических веществ для вычисления балльной оценки

Показатели	Размерность	Баллы
Пределы изменения концентраций
Химическое потребление кислорода (ХПК)	мг О2/л	> 60	31 - 60	20 - 30	< 20
Азот аммонийный N - NH4	мг /л	> 2.5	0.51 - 2.5	0.20 - 0.5	< 0.20
Азот нитратный N - NO3	мг /л	> 2.5	0.71 - 2.5	0.30 - 0.70	< 0.30
Азот нитритный N - NO2	мг /л	> 0.1	0.021 - 0.1	0.005 - 0.02	< 0.005
Фосфаты P – PO4	мг /л	> 0.3	0.101 - 0.3	0.03 - 0.1	< 0.03
Фенолы	мкг /л	> 10	1 - 10	следы

Таблица 6. Градации биологических показателей для вычисления балльной оценки

Показатели

Размерность

Баллы

Пределы изменения показателей

Численность макрозообентоса N

экз./м2

0 – 500

501-1000

1001-10000

> 10000

Биомасса В

г/м2

1 - 5.0

5.1 - 10.0

10.1- 15.0

> 15.0

Количество видов S

шт.

0 – 5

6 - 10

11 - 15

> 15

Индекс видового разнообразия Шеннона Н**

бит/экз.

0 - 1.0

1.1 - 2.0

2.1 - 3.0

> 3.0

Биотический индекс Вудивисса V

балл

0 - 2

2 - 4

4 - 6

>6

Индекс Пареле D

балл

0.81 –1.00

0.56 - 0.80

0.30 - 0.55

< 0.30

**Индекс видового богатства Шеннона:

,

где величина р_i — доля особей i-го вида. В выборке истинное значение р_i неизвестно, но оценивается как n_i/N.

ИИЭС учитывает основные составляющие качества пресноводной экосистемы (химическую и биологическую), выраженные в относительных единицах (баллах), и рассчитывается как

ИИЭС = (S B_i + S H_i) / (N_b + N_h ) ,

где B_i – балльные значения используемых биологических показателей; H_i – балльные значения используемых гидрохимических показателей; N_h и N_b – количество показателей каждого класса, включенных в расчет.

Каждой из зон, определенной нормативными документами, соответствуют экспертно оцененные числовые диапазоны ИИЭС

Категория водоема	ИИЭС
Зона экологического бедствия	< 2
Зона экологического кризиса	2 – 3
Зона относительного экологического благополучия	> 3

Недостатки метода:

· границы диапазонов оценены на основании интуитивного опыта исследователей без использования статистических методов;

· недооценивается степень влияния минерализации, тяжелых металлов и др., которые традиционно считаются более опасными, чем предлагаемые гидрохимические показатели.