Перспективность использования моллюсков в биоиндикации загрязнения водных объектов Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Перспективность использования моллюсков в биоиндикации загрязнения водных объектов

Е.М. Романова, д.б.н., профессор, О.А. Индирякова,

к.б.н., А.П. Куранова, аспирантка, Ульяновская ГСХА

Оценка качества окружающей среды является важной общечеловеческой проблемой. Для объективного заключения о том, каково качество среды, нужна интегральная характеристика ее состояния, т.е. оценка всего комплекса воздействий всех факторов в их взаимодействии, взаимовлиянии и суммарном влиянии на природные объекты.

Возможность получить интегральную характеристику качества среды, находящейся под воздействием всего многообразия физических, химических и других факторов, дают биологические методы, в частности биоиндикация.

Перспективным объектом биоиндикационных исследований являются водные моллюски. Широкое распространение, удобство сбора, легкость идентификации позволяют использовать моллюсков в биоиндикации загрязнения водных экосистем.

О роли моллюсков как организмов-биоиндикаторов природных вод, подверженных антропо-

генной нагрузке, свидетельствуют результаты исследований многих ученых [1—4].

В списке организмов-показателей загрязнения моллюски занимают следующие места. Полисоп-робов (обитателей грязных водоемов) среди моллюсков нет. К а-мезосапробам (обитателям загрязненных водоемов) принадлежит Sphaerium comeum. В Р-мезосапробной зоне (умеренно загрязненных водоемах) живут Limnaea stagnalis, Viviparus viviparus, Шю longirostris, Шю tumidus, Planorbis contertus, Bythynia tentaculat и др. В оли-госапробной зоне (в относительно чистых водоемах) живут Dreissena polymorpha, Anodonta piscinalis, Шю pictorum и др. [5].

Цель исследований — оценка перспективности использования моллюсков в биоиндикации водной среды обитания.

В задачи исследования входило:

1. Исследовать загрязнение воды в различных по антропогенной нагрузке биотопах р. Свияги.

2. Исследовать видовое разнообразие малако-фауны и соотношение моллюсков различных групп сапробности в биотопах р. Свияги.

3. Выявить зависимость между загрязнением среды и соотношением моллюсков различных сапробных групп.

Объект и методы исследований. Исследования проводились летом 2006—2007 гг. в водных биотопах р. Свияги, пересекающей территорию г. Ульяновска с юга на север. Биотопы расположены: на входе реки в город (№ 1), два — в центральной части города (№ 2, № 3) и на выходе реки из города (№ 4). Загрязнения воды оценивали по показателю биохимического потребления кислорода — БПК5 [6].

Результаты исследований и их обсуждение. На первом этапе проводили исследования загрязнения воды в местах обитания гидробионтов по показателю БПК5. Определение БПК5 в поверхностных водах используется для оценки содержания биохимически окисляемых органических веществ, условий обитания гидробионтов и в качестве интегрального показателя загрязненности воды.

Результаты исследования загрязнения воды р. Свияги представлены на рисунке. Проведенный химический анализ проб воды по интегральному показателю качества воды — БПК5 показал, что загрязнение воды р. Свияги достоверно выше в биотопах 2 и 3, расположенных в городской черте, где более высокий уровень антропогенной нагрузки по сравнению с биотопами 1 и 2, расположенными в пригородной зоне. Соотношение полученных результатов с установленными нормативами [7] показало, что исследуемый показатель качества воды превысил нормы ПДК в биотопах 2,3, и 4 и был в пределах нормы в биотопе 1.

На следующем этапе исследовали видовое разнообразие малакофауны. В ходе фаунистичес-ких исследований в биотопах р. Свияги было обнаружено 13 видов моллюсков, относящихся к двум классам — Gastropoda (Брюхоногие моллюски) и Bivalvia (Двустворчатые моллюски — табл. 1).

В биотопе 1 было обнаружено 5 видов моллюсков (табл. 1). Из них два вида — Sphaerium rivicola, Unio tumidus — обитатели Р-мезосапробной зоны; три вида — Anodonta piscinalis, Unio pictorum,

Рис. - БПК5 воды р. Свияги

1. Видовой состав малакофауны р. Свияги

Вид Биотоп 1 Биотоп 2 Биотоп 3 Биотоп 4

Viviparus viviparus - * * *

Limnaea stagnalis - * * -

Planorbarius corneus - * * -

Bythynia tentaculata - * - -

Unio pictorum * * * *

Unio longirostris * * * *

Unio tumidus - * * *

Unio limosus - - - *

Anodonta piscinalis * * * *

Sphaerium corneum - * * -

Sphaerium rivicola * - *

Amesoda solida * - * -

Dreissena polymorpha - * * *

кол-во всего 5 10 9 7

видов итого 13

Amesoda solida — обитатели олигосапробной зоны. Доля моллюсков-олигосапробов по численности составила 79%, по биомассе — 83%.

На следующем участке реки Свияги, в биотопе 2, расположенном в черте города Ульяновска, ниже сброса сточных вод городской ливневой канализации (ГЛК) нами было обнаружено 10 видов моллюсков, из которых 7 относились к классу Bivalvia и 3 — к классу Gastropoda (табл.1). Из обнаруженных в данном биотопе видов, один вид — Sphaerium corneum — обитатель а-мезосапроб-ной зоны; шесть видов — Viviparus viviparus, Unio longirostris, Unio tumidus, Planorbis contertus, Bythynia tentaculata, Limnaea stagnalis — обитатели Р-мезосапробной зоны: три вида — Dreissena polymorpha, Anodonta piscinalis, Unio pictorum — олигосапробы. Доля олигосапробов по биомассе составила 39%, Р-мезосапробов — 45 %, а-мезо-сапробов — 16%. По численности: олигосапро-бов — 19%, Р-мезосапробов — 75%, а-мезосап-робов — 6%. Таким образом, в биотопе 2 по сравнению с биотопом 1 появились виды моллюсков (Р-мезосапробы), обитающие в умеренно загрязненных водоемах, и виды, населяющие загрязненные водоемы (а-мезосапробы), что свидетельствует о большем загрязнении воды в данном биотопе.

При изучении видового состава моллюсков на третьем участке р. Свияги, в биотопе 3, расположенном в селитебной зоне города Ульяновска, нами обнаружено 9 видов моллюсков, из которых

2 принадлежали к классу Gastropoda и 7 видов — к классу Bivalvia. Из них 1 вид — Sphaerium corneum — обитатель а-мезосапробной зоны; 5 видов — обитатели Р-мезосапробной зоны: Viviparus viviparus, Unio tumidus, Limnaea stagnalis, Sphaerium rivicola; 3 вида — олигосапробы: Dreissena polymorpha, Anodonta piscinalis, Unio pictorum. Доля олигосапробов по биомассе составила 30%, Р-мезосапробов — 69%, а-мезосапро-

бов — 1%. По численности: 59%, 39%, 2% соответственно. Таким образом, в биотопе 3 обнаружены виды моллюсков — представители тех же сапробных групп, что и в биотопе 2, однако доля а-мезосапробов и олигосапробов (обитателей чистых водоемов) в биотопе 2 меньше, а доля Р-мезосапробов (обитателей умеренно загрязненных водоемов) больше, чем в биотопе 3.

Изучение видового состава моллюсков реки Свияги в биотопе 4 показало, что на данном участке обитает 7 видов моллюсков, из которых один вид принадлежал к классу Gastropoda и шесть — к классу Bivalvia (табл. 1). Из них 4 вида — обитатели Р-мезосапробной зоны: Viviparus viviparus, Unio tumidus, Unio limosus, Sphaerium rivicola;

3 вида — олигасапробы: Dreissena polymorpha, Anodonta piscinalis, Unio pictorum. Доля олигасап-робов по биомассе составила 61%, Р-мезосапро-бов — 39%, по численности: олигасапробов — 64%, Р-мезосапробов — 36%. Значит, в биотопе

4 по сравнению с биотопами 2 и 3 отсутствовали представители а-мезосапробной зоны (загрязненных водоемов) и возросла доля олигосапробов-обитателей чистых водоемах.

Таким образом, биоиндикационные исследования малакофауны р. Свияги показали, что загрязнение среды в биотопах городской зоны с более высоким уровнем антропогенной нагрузки больше по сравнению с биотопами пригородной зоны.

На следующем этапе исследовали зависимость популяционных параметров моллюсков, в частности, соотношение моллюсков различных сапробных групп с качеством среды обитания. Связь между сапробностью воды и показателем БПК5 представлена в таблице 2.

Проведенный нами корреляционный анализ между показателем БПК5 и соотношением моллюсков различных сапробных групп выявил на-

2. Параметры БПК5 в водоемах с различной степенью загрязненности с изменениями [8]

Степень загрязнения (классы водоемов) бпк5, мг 02/дм3

Очень чистые (ксеносапробная зона) Чистые (олигосапробная зона) Умеренно загрязненные (бета-мезосапробная зона) Загрязненные (альфа-мезосапробная зона) Грязные (полисапробная зона) Очень грязные (гиперсапробная зона) 0,5-1,0 1,1—1,9 2.0-2,9 3.0-3,9 4.0-10,0 10,0

3. Численные значения коэффициентов корреляции (г) между БПК 5 и популяционными параметрами (численностью и биомассой) моллюсков различных сапробных групп

личие положительной связи средней силы между показателем БПК5 воды и долей а- и ß-мезосап-робов, и отрицательной связи между БПК5 и долей олигосапробов (табл. 3).

Таким образом, при увеличении загрязнения среды обитания наблюдается увеличение численности и биомассы моллюсков, обитающих в а- и ß-мезосапробных зонах.

Результаты проведенных исследований позволяют сделать заключение, что водные моллюски являются перспективным объектом биоиндика-ционных исследований экологического состояния водных систем. В качестве показателя загрязнения водных экосистем могут быть рекомендованы такие популяционные параметры малако-фауны, как присутствие видов и соотношение численности и биомассы моллюсков — представителей различных сапробных групп.

Литература

1. Романова, Е.М. Использование моллюсков для биомониторинга водоемов на примере р. Свияга / Е.М. Романова, О.А. Индирякова, А.П. Куранова // Труды IV Всероссийской научной конференции «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах». Т. 1. Краснодар: Просвещение-ЮГ, 2007. С. 103—105.

2. Романова, Е.М. Биоиндикация водоемов с использованием моллюсков / Е.М. Романова, О.А. Индирякова, А.П. Куранова // Медико-физиологические проблемы экологии человека: мат. всерос. науч. конф. Ульяновск, 2007. С. 25-27.

3. Бедова, П.В. Оценка состояния водной среды в республике Марий Эл с помощью гидробионтов // Состояние природы и региональная стратегия защиты окружающей среды. Сывтывкар, 1997. С. 21-22.

4. Бедова, П.В. Использование моллюсков в биологическом мониторинге состояния водоемов / П.В. Бедова, Б.И. Ко-лупаев // Экология. 1998. № 5. С. 410-411.

5. Жадин, В.И. Моллюски пресных и солоноватых вод СССР. М., Л.: Изд-во АН СССР.

6. РД 52.24.420-2006. Биохимическое потребление кислорода в водах. Методика выполнения измерений скляночным методом.

7. Перечень ПДК и ОБУВ для воды рыбохозяйственных водоемов. М.: Мединор, 1995.

8. Косов, В.И. Охрана и рациональное использование водных ресурсов / В.И. Косов, В.Н. Иванов // Ч.1 Охрана поверхностных вод / Твер. гос. техн. ун-т, 1995.

Показатель качества воды БПК 5 популя- ционные параметры

а-мезо- сапробы ß-мезо- сапробы олиго- сапробы

численность биомасса 0,81 0,62 0,97 0,84 7 7 IO, о" о" --