Seria podręczników PHYWE
Reno Graffitti
Podręcznik
Biologiczna ocena jakości wody
- Metody biologicznej oceny jakości wody słodkowodnego
środowiska życia przy pomocy wskaźników biologicznych
- Ćwiczenia praktyczne dla uczniów klas profilowanych oraz
ogólnych szkół ogólnokształcących
Seria podręczników PHYWE
Nr.-Zamówienia: 30834.01
Wydanie 1
Wszystkie prawa, również tłumaczenia,
przedruku fragmentów, dodruku i kopiowania
fotomechanicznego, zastrzeżone.
Desktop publishing: Hildegard Richard, D-37115 Duderstadt
© PHYWE SYSTEME GmbH, D-37070 Göttingen
Spis treści
Część teoretyczna
1. Słodkowodne środowisko życia
1.1 Podział na wody płynące i stojące i ich
różnice biocenotyczne.
1.2 Przepływ energii i przemiana materii w
słodkowodnym środowisku życia.
2.
Naturalne i antropogeniczne zmiany
wód - stopnie troficzne i system sa-
probiontów do biologicznej oceny
jakości wód.
3. Dokumentacja
antropogenicznych
ob-
ciążeń (zanieczyszczeń) za pomocą
wskaźników biologicznych.
4.
Metody biologicznego badania wód
płynących i wzorcowania.
5. Metody
badań wód stojących.
Część praktyczna
6.
Makroskopijno - biologiczne badanie
wód płynących i obszaru brzegowego
wód stojących.
6.1 Dwie
różne metody badań dla potrzeb
zajęć szkolnych.
6.2 Formy
zwierzęce mogące pełnić funkcję
wskaźnika.
6.3 Dokonywanie
badań metodą Xylandera /
Naglschmidta.
6.3.1 Opis
postępowania.
6.3.2 Klucz do określania metodą Wassmanna
/ Xylandera.
6.3.3 Tabela pomocnicza do oceny znale-
zionych grup zwierząt.
6.4 Metoda
badań wg D. Meyera.
6.4.1 Opis
postępowania.
6.4.2 Formularz ewidencji i oceny badań.
6.4.3 Lista organizmów posiadających właści-
wości wskaźników.
6.5 Wyposażenie walizki do analiz.
7.
Wykorzystanie komputera do badań
limnologicznych i biologiczno - ścieko-
wych jak również do ochrony wód.
8. Wskazówki dot. walizki PHYWE
30832.88 do chemiczno - fizycznych ba-
dań wód płynących.
Biologiczna ocena jakości wód
1. SŁODKOWODNE ŚRODOWISKO ŻYCIA
Limnologia (= nauka zajmująca się wodami słod-
kimi; definicja: nauka o procesach życiowych, o
organizmach i ich powiązaniach ze środowiskiem
w stojących i płynących wodach słodkich, patrz
Hütter 1984) zajmuje się mnogością różnych
biotopów słodkowodnych.
Te zaś można pokrótce podzielić na wody płyną-
ce (obszar źródłowy wód płynących, strumienie,
rzeki) i na wody stojące (jeziora, stawy, sadzaw-
ki, bajora).
W przeciwieństwie do wód płynących, gdzie
cząsteczki wody jako „płynąca fala” (Brehm m.
in., 1982) znajdują się w mniej lub bardziej
stałym ruchu w obrębie koryta zbiornika, w
przypadku wód stojących woda nie porusza się
lub cyrkuluje tylko fazowo (np. cyrkulacja wiosen-
na lub jesienna dimiktycznych jezior Europy środ-
kowej) w ramach ograniczonego koryta.
Podczas gdy wody stojące są ze wszystkich
stron ograniczone lądem, wody płynące są
systemami „otwartymi w górę i w dół” (Hütter,
1984), umożliwiającym dwukierunkowy transport
rozpuszczonych i nierozpuszczonych w wodzie
substancji. „Nie mamy tu do czynienia z obiegiem
wody i substancji odżywczych, a ze skierowanym
do ujścia transportem”.
Czynniki środowiskowe zmieniają się nie jak w
przypadku jezior pionowo, lecz wraz zbiegiem
strumienia poczynając od źródła”.
„Pomiędzy wodami płynącymi a stojącymi lub ich
fragmentami istnieją, w ścisłym tego słowa zna-
czeniu, płynne przejścia” (Brehm, 1982). Wraz ze
zmniejszającą się prędkością przepływu wody
płynące stają się w swych najgłębszych strefach
coraz bardziej podobne do jezior. Warunki
życiowe zbliżają się do siebie, co widać w dużych
podobieństwach biocenoz, „W dolnym biegu
często można napotkać gatunki, spotykane
również w wodach stojących”. (Xylander, 1985).
1.1 Podział na wody płynące i stojące i ich
różnice biocenotyczne
Wody płynące dzielimy pobieżnie na obszary
żródłowe, strumieniowe i rzeczne (Rys. 1), które
m. in. charakteryzują się różnymi biocenozami.
Biocenozy strumieni są zbadane najlepiej, a
poza tym są łatwo osiągalne przez co doskonale
nadają się do doświadczeń szkolnych.
Rys. 1 Podział wód płynących na regiony źródłowy (Crenon), strumieniowy (Rhitron), rzeczny (Potamon)-,
wysłodzony ujściowy (Estuar) i region euryhalijny (morze).
Parapotamon: starorzecze połączone z głównym biegiem rzeki.
Plesipotamon: starorzecze bez połączenia z głównym biegiem rzeki = wody stojące (patrz: Besch, W.K., 1984)
Biologiczna ocena jakości wód
Ogólnie rzecz biorąc wśród roślinności wodnej
bagiennej i przybrzeżnej ok 1/10niemieckich
gatunków roślin jest znajdowana w i nad wodami
płynącymi (Brehm, 1982). Z drugiej strony prawie
wszystkie gatunki roślin wód płynących można
znaleźć w innych biotopach: w jeziorach,
stawach, bajorach lub wykopach. Ze względu na
duże zróżnicowanie warunków abiotycznych
bogactwo gatunków makroflory w lub nad
wodami płynącymi, w szczególności w obszarze
brzegowym, jest większe niż np. w jeziorach.
Szczególnie bogata w gatunki jest fauna wód
płynących, a przy tym część gatunków
przystosowanych i wyspecjalizowanych na wody
płynące jest bardzo duża. I tak w porównaniu
słodkowodnych
środowisk
życia liczba
wyspecjalizowanych gatunków zwierząt wód
płynących jest ok. trzykrotnie większa od zwierząt
jeziornych. (Brehm, 1982). Różnice te są w
pierwszym rzędzie uwarunkowane przez
mnogość nisz ekologicznych obszarów
strumieniowych. Różnorodność stworzeń
wyspecjalizowanych na wody płynące w innych
obszarach pozostaje daleko w tyle za tymi
specjalnymi biotopami. Pomiędzy tymi gatunkami
zwierząt najliczniejszą grupą są insekty z 3200
gatunkami.
Godne zauważenia jest podobieństwo fauny w
obszarze przybrzeżnym wód płynących i jezior.
Wody stojące możemy podzielić na stałe (np.
jeziora i stawy) oraz okresowe (periodyczne: np.
bajora).
Jeziora, o głębokości od kilku do ponad 1000
metrów, posiadają relatywnie dużą objętość
wody i różnorodne środowiska życia w różnych
obszarach. Podział jeziora na takie strefy jest
uwarunkowany przez dwie wielkości: promienie
światła słonecznego, oraz położenie względem
dna jeziora. Wynikiem tych podstawowych
warunków jest podział jeziora, który w
uproszczonej formie znalazł się na rysunku 2.
Dla badań wód duże znaczenie mają dwie strefy
jeziora: litoral (strefa przybrzeżna) i pelagial
(strefa wód wolnych).
W pelagialu znajduje się masa fitoplanktonu,
który w jeziorach jest w pierwszym rzędzie
odpowiedzialny za produkcję pierwotną przez co
określa trofizm. Chodzi tutaj o rośliny, które na
drodze fotosyntezy tworzą z nieorganicznych
podstawowych elementów H
2
O i CO
2
z
wykorzystaniem światła słonecznego cukier
gronowy. Taka cząsteczka węglowodoru może z
kolei w wyniku różnych procesów przemiany
materii zostać przekształcona w tłuszcze i białka,
bądź też w celu uzyskania energii zostać z
powrotem rozłożona w wyniku procesów
oddychania i fermentacji.
Rys. 2 Podział jeziora na strefy o różnych biotopach (patrz Miegel, H., 1981)
Biologiczna ocena jakości wód
Dla solidnych badań naukowych i wynikających z
nich ocen jakości wody są więc konieczne
zakrojone na szeroką skalę pomiary głównie w
pelagialu, ale również w innych strefach tych
wód, w ramach dłuższego okresu czasu.
Zgodnie z systemem troficznym dokonuje się
oceny jakości wód stojących.
Fitoplankton odnajdujemy w oświetlonych,
trofogenicznych częściach pelagialu, w tzw.
epipelagialu lub (zgodnie z warunkami
termicznymi i tlenowymi) także epilimnionem.
Tutaj mają miejsce - w zależności od światła
słonecznego - procesy budowy.
Fitoplankton wykazuje, w zależności od różnych
czynników (np. dostępu powietrza, obecności
substancji odżywczych, zawartości tlenu,
zjadania przez konsumentów), typowe
rozmieszczenie zależne od pór roku. (Rys. 3).
W epilimnionie znajdujemy również masę zoo-
planktonu (wrotki, małe skorupiaki), który żywi się
fitoplanktonem. Należy zauważyć że zależność
tych organizmów od dostępnego pożywienia
(fitoplanktonu) wynika z pionowego podziału na
strefy. (Rys. 4).
Przy zmniejszającej się ilości dostępnego
pożywienia martwe organizmy (Detritus) opadają
na głębię. W trofolitycznej strefie pelagialu - w
batypelagialu - następuje coraz bardziej się
nasilający autolityczny i bakteryjny rozkład.
Rys. 3 Zależne od pory roku rozmieszczenie
fitoplanktonu w jeziorze (Miegel, H., 1981, za
Odum, 1959)
W przypadku głębokiego i niezanieczyszczonego
w dużym stopniu jeziora Detritus jest podczas
opadania na zupełnie zaciemnione dno całkowi-
cie mineralizowany. Konieczny w tym celu tlen
jest dostępny w wystarczającej ilości mimo
typowego horyzontalnego podziału jezior
środkowoeuropejskich o tej jakości na strefy
wodne. W płaskich jeziorach mineralizacja jest z
jeszcze większym nasileniem kontynuowana na
dnie. Duża gęstość zasiedlenia strefy dennej
wpływa na odpowiednio duże zużycie tlenu, które
może postępować aż do całkowitego strawienia.
Dostarczenie dodatkowych ilości jest ze względu
na horyzontalny rozkład stref niemożliwe.
Rys. 4 Wertykalne obrazy warstwowego rozmieszczenia zooplanktonu w jeziorze
Obraz rozmieszczenia pionowego w postaci „krzywych kulistych”: liczba planktonu na litr jako 3.
pierwiastek liczby osobników, podzielony przez 4,19 (promień kuli); patrz Miegel, H. 1981 za Eichhorn
1956
Biologiczna ocena jakości wód
Podział na warstwy jezior środkowoeuropejskich
jest uwarunkowany termicznie.
W lecie istnieje ciepła górna warstwa (epilimnion)
ponad zimną warstwą głębinową (hypolimnion).
W znajdującej się pomiędzy nimi warstwie usko-
kowej (metalimnion) temperatura wody spada
skokowo. W wyniku słabego przewodnictwa tem-
peraturowego wody nie ma wyrównania tempe-
ratur pomiędzy warstwami. Z powodu tzw. „ano-
malii gęstościowej” wody (woda ma w tempera-
turze +4
0
C swoją największą gęstość; gęstość =
1g/cm
3
) w tej fazie nie dochodzi do wymieszania
zimnej i ciężkiej wody hypolimnionu (temp. ok.
4
0
C) z epilimnionem (stagnacja letnia).
Przez to nie jest także możliwy transport sub-
stancji ani wymiana gazowa pomiędzy warstwa-
mi.
Wraz ze zmniejszającymi się temperaturami wo-
dy spada aż do jesieni także temperatura wody w
epilimnionie. Różnice gęstości są powoli znoszo-
ne, a pod wpływem wiatru dochodzi do całkowi-
tego odwrócenia masy wody (pełna cyrkulacja).
Dzięki temu znajdujące się w profundalu wzboga-
cone substancje odżywcze i rozpuszczone gazy
(tlen, dwutlenek węgla) zostają równomiernie roz-
prowadzone po całym zbiorniku wodnym.
Zimą układ warstwowy zmienia się w związku ze
spadkiem temperatury powierzchniowej (np. do
punktu zamarzania wody). Niskie przewodnictwo
cieplne i relatywnie duża głębokość jezior zapo-
biega całkowitemu zamarznięciu całego zbiornika
wodnego. Po fazie stagnacji zimowej temperatu-
ra powierzchniowa wody znów zwiększa się aż
do wiosny i ponownie dochodzi do pełnej cyrku-
lacji masy wody a wraz z nią do ponownego rów-
nomiernego rozprowadzenia substancji (Rys. 5).
Jeziora takie, w których dwa razy w roku zacho-
dzi pełna cyrkulacja masy wody, są określane
mianem dimiktycznych (dla przykładu Jezioro Bo-
deńskie cyrkuluje tylko raz - w zimie - przez co
uchodzi za jezioro ciepło - monomiktyczne).
Skomplikowane, często się zmieniające warunki
charakterystyczne dla różnych organizmów w ra-
mach różnych biotopów w pelagialu (i profun-
dalu) jeziora jeszcze bardziej uwidaczniają różni-
ce zarówno w stosunku do wód powierzch-
niowych jak i płynących.
Litoral wyróżnia się obecnością różnorakich roślin
wyższych (trzcinnik, sitowie, rośliny pływające).
Warunki życia są w wielu punktach podobne do
porównywalnych stref wód płynących. To samo
dotyczy biocenoz.
Stawy niespuszczalne, o głębokości często nie
większej niż 2 metry, są najczęściej wypłyconymi
przez zarastanie jeziorami. Jako powierzchniowe
zbiorniki wodne nie posiadają one zróżnicowania
na litoral i profundal. Światło słoneczne sięga
zazwyczaj dna zbiornika, tak że wszędzie można
znaleźć roślinność. Warunki życia są
porównywalne z pa-nującymi w litoralu jeziora.
Ze względu na rela-tywnie niski ciężar masy
wodnej, podlegający również dużym wahaniom
rocznym i sezonowym, już wprowadzenie małych
ilości naturalnych lub antropogenicznych
substancji odżywczych lub materii organicznej
(np. w wyniku jesiennego opadu listowia)
prowadzi do eutrofizacji.
Rys. 5 Sezonowe fazy stagnacji i cyrkulacji w dimik-
tycznym jeziorze środkowoeuropejskim (zmie-
nione na podst. Schuster M., 1981)
Letnia stagnacja w jeziorze: letni profil temperatur
Pełna cyrkulacja w jeziorze: jesienno-wiosenny profil
temperatur
Zimowa stagnacja w jeziorze: zimowy profil temperatur
Biologiczna ocena jakości wód
Stawy są sztucznie założonymi stawami nie-
spuszczalnymi (sadzawkami) bądź też sadzaw-
kami zaopatrzonymi w sztuczny odpływ. Z tego
powodu można je zaliczyć do wód periodycz-
nych. Również do wód okresowych zaliczamy
bajora. Są to małe zbiorniki powierzchniowe poz-
bawione warstwy głębinowej bez dostępu świat-
ła, które powoli wysychają. Podobnie jak sadzaw-
ki, również bajora wykazują niezwykłe bogactwo
organizmów na dosyć małej przestrzeni.
Porównywalna jest również ich podatność na
wpływy sąsiadujących ekosystemów. Różnorod-
ne związki z położonymi w sąsiedztwie biotopami
ukazuje rysunek 6.
W wyniku zazwyczaj antropogenicznych zanie-
czyszczeń (np. doły ze śmieciami, doły na gno-
jówkę, wodopoje dla bydła) obecnie prawie już
nie istnieją naturalne bajora nietknięte wpływem
ze strony człowieka.
Charakterystyczną cechą organizmów w
biocenozach takich wód okresowych jest ich
zdolność przetrwania letniego wyschnięcia i
zimowego zamarzania całego zbiornika.
Konieczne są do tego specjalne mechanizmy
adaptacyjne - szcze-gólnie w rozwoju i
rozmnażaniu. Wiele z organiz-mów tych
biocenoz jest w stanie, przy optymal-nych
warunkach, już w młodym wieku spłodzić liczne
potomstwo (np. Daphnia magna (rozwielit-ka):
rozmnażanie już w wieku ok. 7 dni, co 3 dni
potomstwo liczące 60 osobników), rozwijać się w
cysty jako odporne na suszę stadia przetrwalni-
kowe, opuszczać środowisko życia w przypadku
pogorszenia się warunków życiowych (owady
latające, płazy), bądź też przeczekiwać dłuższe
okresy suszy zakopane w mule (abc-Biologia).
W zależności np. od rodzaju gleby, wartości pH,
zawartości substancji odżywczych, amplitudy
temperatur noc - dzień (wysokie góry) i okreso-
wości wysychania mamy do czynienia z
niesamowitą ilością typów bajor, zasiedlonych
przez bogactwo różnorodnych gatunków.
Klasyfikacja taka jak w przypadku jezior nie jest
możliwa, ,,każde bajoro należy rozpatrywać i
opisywać monograficznie jako osobny przypa-
dek” (Miegel, H., 1981).
Rys. 6 Bajoro w lesie liściastym: związki z sąsiednimi ekosystemami, wymiana substancji i przebieg łańcuchów
pokarmowych (z: Miegel H., 1981).
Biologiczna ocena jakości wód
1.2 Przepływ energii i przemiana materii w
słodkowodnym środowisku życia.
Bliskie źródeł obszary wód płynących charakte-
ryzują się podobnie jak jeziora polodowcowe
skrajnie ubogą zawartością substancji odżyw-
czych. To samo dotyczyło zresztą pod koniec os-
tatniego zlodowacenia wielu jezior środkowej Eu-
ropy. Powstały one w wyniku procesów topnienia
olbrzymich mas lodu. Nieorganiczne sole pokar-
mowe, w szczególności fosforany i azotany nie
były i nie są w takich wodach obecne w ogóle,
bądź też jedynie w niewielkich ilościach.
W biegu wody płynącej od źródła aż do ujścia
rozgrywa się w zasadzie w bardzo krótkim czasie
proces, który przez tysiące lat prowadził do pow-
stawania z ubogich w substancje odżywcze (oli-
gotroficznych) jezior, jezior dalece bardziej pro-
duktywnych (mezotroficznych) aż po wysoce pro-
duktywne jeziora bogate w składniki odżywcze
(eutroficzne): stały wzrost stężeń nieorganicz-
nych substancji odżywczych w wodzie.
Wzrost ten jest uwarunkowany przez ciągłe dos-
tarczanie do wody biomasy i zachodzi z reguły w
sposób naturalny, bez wpływu człowieka (między
innymi dzięki dopływom, substancjom organicz-
nym oraz minerałom przynoszonym przez wiatr,
wymywaniu gleby) (Streble, H., m. in.; 1982). W
wyniku wpływów antropogenicznych procesy te
są jednak wspierane w sposób długotrwały (m.in.
poprzez ścieki odprowadzane z gospodarstw
domowych i środki nawożące). Substancje
organiczne są szybko rozkładane, tak że dzięki
ich przekształceniu w nieorganiczne substancje
odżywcze powstaje baza dla stałego wzrostu
produkcji biomasy.
Fitoplankton (zielenice, sinice, wzgl. okrzemki,
bakterie autotroficzne) i wyższe rośliny wodne są
przy tym producentami (producentami pierwot-
nymi) rozkładającymi wysokoenergetyczne sub-
stancje organiczne: węglowodory, białka, tłusz-
cze. Procesem zasadniczym jest przy tym
fotosynteza (lub asymilacja CO
2
). Powstaje przy
Rys. 7 Łańcuch pokarmowy w jeziorze (na podst. Xylander, W. i Naglschmid, F., 1985)
Biologiczna ocena jakości wód
tym pod katalitycznym działaniem chlorofilu i z
pomocą energii słonecznej z rozpuszczonego w
wodzie CO
2
, przy jednoczesnym fotolitycznym
rozkładzie wody, cukier gronowy - niemniej
ważnym produktem ubocznym jest przy tym tlen.
Wraz z produkcją glikozy staje się możliwe
przekształcenie jej na drodze różnych reakcji w
białka, tłuszcze i inne substancje organiczne.
W produkcji pierwotnej biomasa utworzona przez
fotoautotroficzne organizmy zużywa jedynie ok.
1% energii promieniowania słonecznego (Kull,
U., 1974/75).
Intensywność organicznej, fotoautotroficznej
produkcji pierwotnej jest określana mianem
trofizmu (gr. trophein = odżywiać) (Hütter, L.,
1984).
Producenci pierwotni znajdują się na pierwszej
płaszczyźnie troficznej. Tymi producentami żywią
się organizmy zooplanktonu (np. wrotki, rozwie-
litki), które jako roślinożercy, a więc konsumenci
pierwotni stanowią drugą płaszczyznę troficzną.
Roślinożercy ci są z kolei pożerani przez
konsumentów wtórnych (np. raki liścionogie,
larwy ważek) trzeciej płaszczyzny troficznej.
Taki łańcuch pokarmowy prowadzi w końcu do
konsumentów końcowych (np. szczupak, ptaki
drapieżne; rys. 7). Przedstawione tutaj związki
pomiędzy różnymi płaszczyznami troficznymi
zostały jednak silnie uproszczone. Z reguły w
różnych biocenozach wodnych istnieją organiz-
my, które jako konsumenci zdefiniowanej płasz-
czyzny troficznej są równocześnie pokarmem
innych organizmów tej samej płaszczyzny (np.
raki liścionogie zjadają rozwielitki, zaś i jedne i
drugie są zjadane przez larwy ważki). Z tego
powodu lepiej jest mówić o sieciach pokarmo-
wych. Im ściślej splecione są oczka takiej sieci,
tzn. im bardziej złożone są zależności pokarmo-
we i im większa jest ilość organizmów w
biocenozie danego biotopu, tym stabilniejsza jest
równowaga biologiczna odnośnego ekosystemu.
Rys. 8 Przemiana energii i materii w jeziorze (na podst. Miegel, H., 1981)
Biologiczna ocena jakości wód
Wytwarzane i pobierane przez organizmy poży-
wienie służy z jednej strony budowie substancji
ich własnego ciała, zaś z drugiej jako zapas
energii dla różnych procesów życiowych (np.
ruch, rozmnażanie etc.). Podczas koniecznych w
tym celu procesów oddychania część pobieranej
wraz z pożywieniem energii jest też tracona w
formie energii cieplnej.
Przepływ energii w ekosystemach charakteryzuje
się tym, że z jednej płaszczyzny troficznej na dru-
gą tracone jest w wyniku wymienionych proce-
sów ok. 60-90% przekazanej dalej energii. W sy-
stemach wodnych strata ta jest jeszcze relatyw-
nie niska, ponieważ procesy życiowe przebiegają
tu w porównaniu do systemów naziemnych w
sposób dużo ekonomiczniejszy (aspekty: np.
ruch, parowanie).
Ustalając biomasę fitoplanktonu, w stosunku do
jednostki powierzchni i objętości jeziora, zysku-
jemy wystarczającą podstawę do oceny całkowi-
tej produkcji pierwotnej. Produkcją pierwotną w
jeziorze zajmuje się głównie fitoplankton pela-
gialu. Jeśli weźmiemy pod uwagę wyłącznie sto-
sunki panujące w litoralu, to udział roślin wyż-
szych w produkcji pierwotnej jest znacznie wyż-
szy (Miegel, H., 1981). Rysunek 8 ukazuje w
przybliżeniu (realne stosunki są oczywiście zależ-
ne od wielkości danego jeziora) warunki
przemiany materii i energii w jeziorze. Powstała
w wyniku produkcji pierwotnej biomasa pelagial-
nego fitoplanktonu a co za tym idzie również
zooplanktonu jest ostatecznie miarą trofizmu
oraz ,,obciążenia” wód stojących substancjami
odżywczymi.
Do zaszeregowania trofizmów służą m.in. bada-
nia biologiczne i chemiczne profili pionowych.
Dokonuje się ich podczas przewidywanego
końca stagnacji letniej i w celu ustalenia
zawartości tlenu powtarza się je w równych
odstępach czasu przez cały rok (na podst.
LAWA, 1980). Przepływowi energii przez różne
płaszczyzny troficzne towarzyszy obieg tlenu
sieciami pokarmowymi. Organizmy heterotro-
ficzne (konsumenci różnego rzędu) potrzebują
do podtrzymania swych procesów życiowych
energii, którą mogą rozdysponować, a którą
pobierają wraz z substancjami organicznymi.
Związki organiczne są przy tym stale rozkładane.
W końcu organizmy wydzielają wciąż jeszcze
zasobne w energię substancje lub obumierając
podlegają same procesowi mineralizacji, którego
ostatecznym wynikiem są pojedyncze pierwiastki
(oraz ,,bezwartościowa postać ciepła”; Kull, U.,
1974/75). Niezwiązane pierwiastki są odtąd
dostępne dla organizmów fototroficznych (produ-
centów), które budują z nich nowy materiał
organiczny. Dość znaczącą rolę odgrywają tu
związki azotu i fosforu.
Procesy mineralizacji , określane także mianem
samooczyszczania, są realizowane przez
reducentów (nazywanych też destruentami).
Rozkładają one substancje organiczne
odzyskując energię a zużywając tlen, na wodę,
dwutlenek węgla, azotany, fosforany i siarczany.
Takie procesy rozkładu są, w odróżnieniu od
procesów syntezy podczas asymilacji dwutlenku
węgla, procesami utleniania. Rozkład taki
przebiega niejako taśmowo: obok większych
organizmów żywiących się odpadkami (np. larwy
owadów) to głównie niezliczone gatunki bakterii i
grzybów czynnych w procesie mineralizacji
tworzy długi łańcuch współzależnych procesów
rozkładu.
Stan wyjściowy jest osiągany ponownie gdy:
1. procesom tym nie są stale dostarczane
dodatkowe substancje odżywcze wzgl. związki
organiczne, lub
2. jeśli do dyspozycji jest wystarczająca dla
tlenowych procesów rozkładu ilość tlenu a
równocześnie powstałe na końcu łańcucha
rozkładu substancje odżywcze są usuwane z
obiegu. W wodach płynących jest to z reguły
możliwe dzięki ich unoszeniu z wodą, zaś w
wodach stojących stanowi duży problem w
przypadku samooczyszczania. Możliwości
usuwania są znacznie ograniczone (np.
uwolnione podczas procesów rozkładu jony
fosforanowe mogą w strefie sedymentacyjnej
w obecności tlenu i jonów Fe
3+
przejść w
trudnorozpuszczalny fosforan żelaza III, przez
co wypadają z obiegu jako „opad fosforano-
wy” (Schuster, M., 1981).
Przedstawione procesy w nieobciążonych wo-
dach stanowią element równowagi biologicznej.
Stosunek producentów, konsumentów i destru-
entów jest przy tym „wyważony” (Hütter, L.,
1984).
W przypadku zakłóceń zewnętrznych (np. w
wyniku wpływów naturalnych lub antropogenicz-
nych) dochodzi w ich rezultacie przesuniętych
czasowo, wzajemnie się warunkujących, oscylacji
liczby osobników w różnych grupach organizmów
(masowe rozmnażanie bakterii prowadzi do
wzrostu fitoplanktonu, co powoduje zwiększenie
Biologiczna ocena jakości wód
ilości zooplanktonu itd. Na końcu zostaje osiąg-
nięty mniej lub bardziej dokładnie stan pierwotny
w wyniku samooczyszczania).
Tam, gdzie zakłócenia są bardzo duże wzgl. po-
jawiają się przez dłuższy okres czasu, równowa-
ga biologiczna wody zostaje przesunięta. Pow-
stałe dodatkowo w wyniku procesów mineralizacji
substancje odżywcze dodatkowo zasilają obieg
substancji. Postępujące wzbogacenie roślinnymi
substancjami odżywczymi warunkuje bujny
wzrost roślinności z daleko posuniętymi skutkami
całkowitej gospodarki danego zbiornika wodne-
go: dochodzi do eutrofizmu, do „postępującej
degeneracji” zbiornika (na podst. Klee, O., 1970).
Rys. 9: Porównanie profilu wód ubogich w substancje
odżywcze (oligotroficznych) z bogatymi w
pokarm (eutroficznymi); na podst. Pott R.,
1983.
Porównanie profilów wód oligotroficznych i eutro-
ficznych wskazuje na istniejące różnice (patrz
rys. 9).
Porównywane parametry ukazują różnice pro-
duktywności w wodach o różnym stopniu
obciążenia: zdolność fotosyntezy w ciągu 24
godzin wynosi przykładowo w jeziorach
oligotroficznych 0,065 mg/l CO
2
, w jeziorach
mezotroficznych już 0,206 mg/l, a wreszcie w
jeziorach eutroficznych 7,202 mg/l CO
2
. (na
podst. Hütter, L., 1984, za Bringmann G., 1969).
Bezpośrednio na podstawie niniejszych rezulta-
tów pomiarów można wywnioskować wielkość
utworzonej biomasy. Zgodnie z tym produk-
tywność w bardzo obciążonych (eutroficznych)
wodach jest mniej więcej 111 razy większa niż w
nieobciążonych wodach, tzw. oligotroficznych.
Podczas procesów mineralizacji konieczna jest
więc odpowiednia ilość tlenu, aby umożliwić
tlenowe procesy rozkładu. Tam, gdzie tlen został
zużyty (np. w hipolimnionie jezior eutroficznych),
mineralizacja jest niepełna, procesy redukcji
zachodzą z większym nasileniem (aktywność
bakterii beztlenowych). Tym samym z substancji
nieorganicznych takich jak azotany i siarczany
odprowadzany jest tlen. Powstaje przy tym z
większym nasileniem dwutlenek węgla, amoniak,
metan i siarkowodór. Proces ten jest również
określany mianem ,,gnicia”. W jego rezultacie
powstają np. na dnach jezior eu- i politroficznych
duże strefy mułu, prowadzące w końcu do
wypłycenia zbiornika przez zarośnięcie. Ogół
heterotroficznej bioaktywności, saprobia, zapew-
nia odtwarzanie substancji organicznych w wo-
dach.
Saprobia stanowi więc zjawisko komplementarne
do trofizmu (na podst. Hütter, L., 1984).
Podczas procesów samooczyszczania, które za-
chodzą głównie pod wpływem bakterii (Streble,
H., 1982), powstają z biegiem czasu (wody sto-
jące) lub wraz z kolejnymi etapami trasy oczysz-
czania (wody płynące) różne pod względem ja-
kości strefy wodne (strefy saprobiontyczne) z
charakterystycznymi biocenozami organizmów
roślinnych i zwierzęcych. Badanie takich bioce-
noz dostarcza pewnych wniosków dotyczących
stanu wód. Przyjmuje się przy tym, że ,,właści-
wości wskaźnikowe organizmu są tym znacz-
niejsze, im wyższy stopień zanieczyszczenia on
wskazuje” (Hütter, L., 1984).
System saprobiontyczny jest uznaną metodą
określania jakości wód płynących.
Biologiczna ocena jakości wód
2. Naturalne i antropogeniczne zmiany wód -
stopnie troficzne i system saprobiontów
do biologicznej oceny jakości wód.
Powstałe po zakończeniu ostatniego okresu
lodowcowego w Europie środkowej jeziora znaj-
dowały się początkowo w stanie wyjątkowo ubo-
gim w pokarm (oligotroficznym). Już przejrzys-
tość do głębokości ponad 20 metrów i wysokie
stężenia tlenu w całej masie wody (pod koniec
fazy stagnacji nawet wody głębinowe były
jeszcze nasycone ponad 70% tlenu; Besch, W.-
K., 1984), wskazują na bardzo niską produkcję
planktonu. Odpowiedzialna za to ubogość w
substancje odżywcze takich jezior zmieniała się
wraz z biegiem wieków w sposób naturalny:
wymywane z dna, a częściowo przynoszone z
wiatrem minerały oraz np. wprowadzane wraz z
opadem liści substancje organiczne powodowały
wzrost zasobów odżywczych. Spowodowany
przez zwiększone zasoby substancji odżywczych
wzrost produkcji planktonu i późniejszych
procesów mineralizacji zmieniał warunki
chemiczno - fizyczne: znacznie zmniejsza się
przejrzystość (aż do 2 metrów), zaś zawartość
tlenu wynosi pod koniec fazy stagnacji już tylko
pomiędzy 30 a 70%. Prócz tego powstanie
takiego jeziora mezotroficznego (zbiornika o
średnim obciążeniu) można jeszcze wyjaśnić
naturalnym procesem starzenia się jeziora.
Kolejny wymiar pogarszania jakości wód jest
uwarunkowany obciążeniami antopogenicznymi.
Zanieczyszczenia wód przez człowieka mają
różnorakie przyczyny i długotrwałe konsekwencje
dla biocenoz wielu biotopów. Odprowadzanie od-
padów organicznych, zbyt silne nawożenie nawo-
zami naturalnymi i sztucznymi oraz wpływ środ-
ków piorących zawierających fosforany w rela-
tywnie krótkim czasie dość radykalnie zmieniły
warunki żywieniowe wielu jezior środkowoeuro-
pejskich: jeziora eutrofizują. W bogatych w
substancje odżywcze jeziorach dramatycznie
zwiększa się produkcja planktonu (przejrzystość
częściowo wyraźnie poniżej 2 metrów), procesy
remineralizacji zużywają zapasy tlenu w wodach
głębinowych (pod koniec fazy stagnacji
nasycenie w takich jeziorach wynosi 0 - 30%), a
beztlenowe bakterie gnilne przejmują niemal
całkowicie kontrolę nad procesem rozkładu.
Prócz uwalniania gazów gnilnych (siarkowodór,
metan), na dnie pozostaje gnijący muł. Powstałe
sole pokarmowe w połączeniu z ostatnio wpro-
wadzonymi substancjami prowadzą do silniejszej
bioprodukcji podczas kolejnego okresu wegeta-
cyjnego. Procesy te, których katastrofalne apo-
geum przypada głównie na lata 60-te i 70-te (En-
gelhardt, W., 1985), doprowadziły np. w okoli-
cach Hamburga do tego, że obecnie spotkać tam
można już tylko jeziora eutroficzne i politroficzne
(Roch, K., 1995). W jeziorach politroficznych
ilość substancji pokarmowych jest stale wysoka,
masowo rozwija się fitoplankton, co z kolei pro-
wadzi do zbytniego nasycenia tlenem i do bardzo
niskiej przejrzystości wody. Woda głębinowa już
w lecie jest pozbawiona tlenu i wykazuje wyraźną
zawartość siarkowodoru.
Zanieczyszczenia antropogeniczne mają w wo-
dach stojących z reguły bardziej długoterminowe
skutki niż w wodach płynących. Raz wprowadzo-
ne ścieki pozostają w odróżnieniu od wód płyną-
cych w systemie. Nawet przy pełnym wstrzyma-
niu dopływów eutrofizacja rozwija się przy więk-
szych obciążeniach dalej (Hütter, L., 1984). Moż-
na to wytłumaczyć głównie dostępem czynnika
minimum - fosforanu: przy spadającej ilości tlenu
w bliskich dna warstwach hypolimnionu jony fos-
foranu uwalniają się z zalegającego w osadzie, w
środowisku tlenowym trudnorozpuszczalnego
kompleksu fosforanu żelaza (III) (FePO
4
), po
czym w wyniku kolejnej pełnej cyrkulacji trafiają
do strefy trofogenicznej (epilimnionu), przez co
stale zasilają wzrost fitoplanktonu.
Określanie jakości wód stojących za pomocą
stopni troficznych:
Uwaga wstępna: Pojęcia „jakości wody” używa
się w związku z oceną wód, przyporządkowywa-
nych ze względu na swe parametry chemiczne i
biologiczne do odpowiedniej kategorii. Należy
przy tym zauważyć, że pojęcie „jakości” może być
w wielu przypadkach mylące, gdyż w zasadzie
implikuje ono wpływ człowieka. Wiele wód jest
jednak, w ogólnie przyjętym tego słowa znacze-
niu, „obciążonych” nawet bez wpływu działania
człowieka, a właśnie dzięki temu uzyskują wyż-
sze noty w indeksie jakości wód. Mimo to
również w niniejszym podręczniku będziemy się
trzymać terminu „jakość wód”.
Trofizm jako „stopień intensywności organicznej,
fotoautotroficznej produkcji pierwotnej”, jest
szczególnie wysoki tam, gdzie rośliny mają dos-
tęp do dużej ilości substancji odżywczych. Spada
on wraz z redukcją tych substancji w trakcie
procesu tworzenia biomasy.
Biologiczna ocena jakości wód
W wyniku tego nasila się saprobia, tzn. „ogół he-
terotroficznej aktywności biologicznej”. Podczas
rozkładu substancji organicznej i nasilającej się
mineralizacji zmniejsza się saprobia, a ponownie
zwiększa się trofizm. (Hütter, L., 1984). Wzajem-
nie uzupełniająca się para pojęć - trofizm i sapro-
bia - określa swym udziałem stan danych wód.
Stopnie troficzne służą klasyfikacji wód stojących.
W przypadku obciążeń antropogenicznych wód
płynących wyróżniamy 5 grup obciążeń (Engel-
hardt, W, 1985):
1. Organiczne, zdolne do gnicia zanieczyszcze-
nia (np. ścieki z fekaliami z kanalizacji, gno-
jówka, ścieki browarnicze etc.), mniej lub bar-
dziej rozkładalne.
2. Skomplikowane związki organiczne (np. węg-
lowodory chlorowców, policykliczne węglowo-
dory aromatyczne), które również mogą zos-
tać rozłożone przez mikroorganizmy, jednak
ich rozkład przebiega w wielu etapach, przez
co trwa dłużej. Substancje te są zazwyczaj
bardzo trujące już w małych stężeniach.
3. Ścieki zawierające sole np. z fabryk nawozów
sztucznych lub kopalni węgla kamiennego,
prowadzące do powstawania biocenoz złożo-
nych z niewielu gatunków.
4. Związki metali ciężkich (ołowiu, kadmu, chro-
mu, miedzi, niklu, rtęci, cynku) z zakładów
produkujących stopy, hut stali, kopalni rud,
które z reguły już w niskich stężeniach są
silnie trujące, w łańcuchu pokarmowym
ulegają znacznemu wzbogaceniu, przy czym
mają działanie kumulatywne i mutagenne.
5. Ogrzania przez wody chłodzące np. z elek-
trowni jądrowych lub zakładów przemysło-
wych prowadzą do zubożenia w tlen i do
związanych z tym procesów eutrofizacji.
W związku z samooczyszczaniem wód płynących
baczniejszą uwagę zwrócimy tutaj tylko na
pierwszą grupę zanieczyszczeń organicznych,
zdolnych do gnicia.
Dla rozkładu tych substancji we wszystkich wo-
dach istnieje wiele organizmów (głównie bakterii),
mogących rozkładać takie związki organiczne na
nieorganiczne (CO
2
, woda i minerały). Szybkość
procesu rozkładu jest zależna przede wszystkim
od dwóch czynników:
- od intensywności i stężenia dostarczanych ze
ściekiem substancji oraz
- od dostępności tlenu (duża szybkość przepły-
wu i niska temperatura wody zwiększają pobór
tlenu do wody).
Rys. 10 Przebieg parametrów chemicznych i częstości występowania kilku grup organizmów w przypadku
wprowadzenia ścieku organicznego oraz przebieg krzywej samooczyszczania.
Wartość BZT określa biochemiczne zapotrzebowanie na tlen, i jest ona tym wyższa, im więcej
wymagających tlenu procesów rozkładu odbywa się w systemie (na podst. Besch, W.K., 1984)
Biologiczna ocena jakości wód
Po silnym zanieczyszczeniu, w optymalnych wa-
runkach, już po kilku kilometrach strefy samo-
oczyszczania woda może być całkowicie czysta.
W takiej strefie samooczyszczania jakość wody
zmienia się w sposób płynny:
Strefa polisaprobiontyczna (Klasa jakości IV):
W tej strefie najsilniejszego zanieczyszczenia
substancje organiczne są rozkładane niemal wy-
łącznie przez bakterie (ponad milion zarodków na
cm
3
wody, Engelhardt, W., 1985), rozmnażające
się przy tym w niesłychanym tempie i zużywające
duże ilości tlenu. Różne procesy rozkładu są przy
tym realizowane przez wiele różnych gatunków
bakterii. Wysokie zużycie tlenu powoduje pow-
stawanie stref beztlenowych (szczególnie w głęb-
szych warstwach wody), w których beztlenowe
mikroorganizmy uwalniają podczas procesów
rozkładu siarkowodór, metan i amoniak. Stan ta-
kiego odcinka wody można więc z reguły zbadać
węchem. Bakteria Sphaerotilus natans („grzyb
ściekowy”) rozwija się w takich warunkach maso-
wo i można go stwierdzić nawet gołym okiem
jako śluzowate łańcuchy komórkowe. Wiele „dzi-
wacznie ukształtowanych” rzęskowców (Streble,
H., 1982) znajdujemy obok bardzo małej liczby
organizmów wielokomórkowych, np. obok rurecz-
nika Tubifex i krótkich, cienkich larw.
Strefa
α
- mezosaprobiontyczna (klasa jakości III)
W strefie tej pobierany z atmosfery tlen nie jest
już żużywany w całości. Duża część organicznej
substancji obciążającej jest już rozłożona. Po-
mimo to liczba bakterii tlenowych jest dość wy-
soka (ok. 100.000 zarodków na cm
3
wody).
Masowo występują sinice, zielenice i okrzemki.
Bardzo wysoka jest również liczba rzęskowców,
odżywiających się bakteriami. Przedstawicielami
zwierząt wielokomórkowych mogą być czerwone
larwy ochotkowatych oraz Physa acuta.
Strefa
β
- mezosaprobiontyczna (klasa jakości II)
Woda w tej strefie wykazuje już obecność nie-
wielu bakterii, jest czysta i bogata w tlen. Bo-
gactwo gatunków (fauny i flory) osiąga punkt
szczytowy.
Przebieg procesu samooczyszczania poprzez
strefę polisaprobiontyczną aż po strefę -mezosa-
probiontyczną pokazuje rysunek 10 (sumaryczny
obraz zmian w zasiedleniu).
(Należy zauważyć, że różnorakie organizmy róż-
nych stref saprobiontycznych nie są odpowie-
dzialne za samooczyszczanie wód, a jedynie
dokumentują stan procesu samooczyszczania.
Samymi „procesami oczyszczania” zajmują się
prawie wyłącznie bakterie. Najlepszą klasę jakoś-
ci wód znajdujemy w Europie środkowej tylko w
strumieniach tuż u źródeł oraz w strumieniach
górskich (Streble, H., 1982). Procesy samo-
oczyszczania przebiegają zgodnie z tym z reguły
tylko do osiągnięcia II. klasy jakości.
Strefa oligosaprobiontyczna (klasa jakości I)
Woda jest niezwykle bogata w tlen i uboga w
substancje odżywcze, niemal brak jest obumarłej
substancji organicznej. Dodatkowymi cechami
charakterystycznymi są niewielka ilość gatunków
i niska gęstość ich występowania.
Podział jakości wód płynących ze względu na
system saprobiontyczny:
W tabeli 1 przedstawione zostały cechy istotne
przy opisie klas jakości wód płynących w
porównaniu z eksperymentalnymi kryteriami
mikrobiologicznymi i chemicznymi.
Przykładowo: opisu cech wód na terenie Niemiec
dokonuje się w jednolity sposób, zgodnie z
kryteriami oceny jakości wód płynących, okreś-
lonymi przez Międzylandowy Zespół Roboczy ds.
Wód (LAWA) (zgodnie z normą DIN 38410,
część 2; 1990). Podstawą tych kryteriów były
badania obciążenia wód substancjami (Raport o
jakości wód, Hamburg, 1994), które przy wyko-
rzystaniu tlenu mogą ulec rozkładowi biologicz-
nemu (głównie ścieki gospodarcze i przemysło-
we z substancjami łatworozkładalnymi). Regular-
nie wydawana Karta Jakości Wód zawiera prócz
tego dokładny opis ,,cech ważnych przy ocenie
klas jakości wód płynących” (LAWA, 1985,
1990). Szczegółowa lista jest niezwykle pomocna
do zyskania ogólnej orientacji oraz jako pomoc
przy identyfikacji odpowiednich klas jakości wód,
głównie dzięki zamieszczeniu listy charaktery-
stycznych gatunków a zwłaszcza grup gatunków.
Wykorzystanie tego aspektu wymaga jednak
gruntownej wiedzy oraz praktycznego doświad-
czenia w przeprowadzaniu badań: zamieszczona
tu lista zawiera krótkie streszczenie (została
zredukowana do kilku przykładowych gatunków,
a prócz tego jako suplement zawiera czynniki
chemiczne):
Biologiczna ocena jakości wód
CECHY PRZYDATNE DO OPISU KLAS JAKOŚCI WÓD PŁYNĄCYCH
Tabela 1.: Istotne cechy Przydatne do opisu klas jakości wód płynących w porównaniu z eksperymen-
talnymi kryteriami mikrobiologicznymi i chemicznymi (zmienione na podst. : Hütter, L., 1984 oraz
LAWA, 1985)
Klasa
jakości
Barwa roz-
poznawcza
Stopień
obciążal-
ności orga-
nicznej
Charakterystyka
biologiczna
Saprobion-
tyzm
Wskaźnik
sapro-
biontycz-
ny
Liczba
kolonii na
ml
BZT
5
(mg/l)
NH
4
- N
(mg/l)
Minimal-
na zawar-
tość O
2
(mg/l)
I
niebieska
nieobcią-
żona lub w
nieznacz-
nym stop-
niu
bardzo gęsto za-
siedlona: glony,
mchy, wirki, lar-
wy owadów
oligosapro-
biontyczne
1,0-<1,5
100
1
co naj-
wyżej
ślado-
wo
>8
I - II
błękitna
słabo
gęsto zasiedlona:
duże zróżnicowa-
nie gatunków,
ryby łososiowate
strefa
przejściowa
1,5-<1,8
1-2
ok. 0,1
>8
II
zielona
znacznie
bardzo duże
zróżnicowanie
gatunków i gęs-
tość zasiedlenia:
glony, ślimaki,
małe skorupiaki,
larwy owadów,
ryby, bogactwo
flory wodnej
β-mezosa-
probion-
tyczne
1,8-<2,3
10.000
2-6
<0,3
>6
II - III
jasnozielo-
na
krytycznie
Regres liczby ga-
tunków w przy-
padku makroor-
ganizmów, przy
częściowo maso-
wym rozwoju
strefa
przejściowa
2,3-<2,7
5-10
<1
>4
III
żółta
silnie za-
nieczysz-
czona
Kolonie nitkowa-
tych bakterii ście-
kowych i rzęs-
kowców, mała
liczba gatunków
makroorganiz-
mów: pijawki,
ośliczki; częś-
ciowo okresowe,
masowe, wymie-
ranie ryb
α-mezosa-
probion-
tyczne
2,7-<3,2
100.000
7-13
0,5-
więcej
>2
III - IV
pomarań-
czowa
bardzo
silnie za-
nieczysz-
czona
Osad gnijącego
mułu, zasiedlenie
czerwonymi lar-
wami ochotkowa-
tych, populacje
ryb ograniczone
tylko miejscami
strefa
przejściowa
3,2-<3,5
10-20
kilka
mg/l
<2
IV
czerwona
nadmier-
nie zanie-
czyszczo-
na
Zasiedlenie głów-
nie przez bakter-
ie, wiciowce i
wolno żyjące
rzęskowce, cał-
kowity brak ryb
polisapro-
biontyczne
3,5-4,0
>1000.000
>15
kilka
mg/l
<2
Biologiczna ocena jakości wód
Klasa jakości I: nieobciążona lub obciążona w
nieznacznym stopniu
Występowanie: głównie w obszarze źródłowym i
w górnym biegu chłodnych w lecie wód płyną-
cych o kamienistym podłożu.
Woda: czysta i uboga w substancje odżywcze
Podłoże: kamieniste, żwirowate lub piaszczyste,
występowanie mułu tylko w obecności minerałów.
Zasiedlenie: dość gęste; krasnorosty (Batracho-
spermum), okrzemki, mchy, wirki, larwy widelni-
cowatych i chruścików, chrząszcze, łososiowate
(tarliska)
Wskaźnik saprobiontyczny: <1,5
Zawartość O
2
: przy ok. 95%-105% nasyceniu
(nie mniej niż 8 mg/l)
BZT
5
: ok. 1,0 mg/l
NH
4
-N: co najwyżej śladowo
Klasa jakości I-II: słabo obciążona
Występowanie: górny bieg wód
Woda: czysta, niska zaw. substancji odżywczych
Zasiedlenie: gęste, glony (Ulothrix), mchy, rośliny
kwiatowe (Berula, Callitriche), wirki, larwy odwód-
ki białoskrzydłej, jętek, chruścików, chrząszcze
(Elminthidae, Hydraenidae); łososiowate, gło-
wacz (Cottus gobio) jako ryba charakterystyczna
Wskaźnik saprobiontyczny: pomiędzy 1,8 a 2,3
Zawartość O
2
: ok. 85%-95% nasycenie (z reguły
jeszcze powyżej 8 mg/l)
BZT
5
: pomiędzy 1,0 a 2,0 mg/l
NH
4
-N: niskie stężenie, przeciętnie 0,1 mg/l
Klasa jakości II: znacznie obciążona
Występowanie: odcinki dna kamieniste, żwirowa-
te, piaszczyste lub pokryte mułem
Woda: odrobinę zmącona
Zasiedlenie: bardzo gęste z glonami (wszystkie
grupy), roślinami kwiatowymi (często pokrywają-
cymi powierzchnię), ślimakami, małymi skorupia-
kami oraz owadami i larwami owadów, wiele ryb
Wskaźnik saprobiontyczny: pomiędzy 1,8 a 2,3
Zawartość O
2
: duże wahania w wyniku obciąże-
nia ściekami i rozwoju glonów, jednak z reguły
ponad 6 mg/l
BZT
5
: 2 do 6 mg/l
NH
4
-N: często poniżej 0,3 mg/l
Klasa jakości II-III: krytycznie obciążona
Występowanie: patrz wyżej
Woda: stale lekko mętna, miejscami gnijący muł
Zasiedlenie: gęste z glonami (masowy rozwój ko-
lonii wielu gatunków), częściowo z grzybem ście-
kowym i roślinami kwiatowymi (Potamogeton,
Nuphar), gąbkami, mszywiołami, małymi skoru-
piakami, ślimakami, małżami, pijawkami, larwami
owadów, największe bogactwo gatunków rzęs-
kowców.
Wskaźnik saprobiontyczny: pomiędzy 2,3 a 2,7
Zawartość O
2
: ok. połowy wartości pełnego nasy-
cenia
BZT
5
: 2 do 5 mg/l
NH
4
-N: często poniżej 1 mg/l
Klasa jakości III: silnie zanieczyszczona
Występowanie: dno często zaczernione siarcz-
kiem żelaza (przy kamienisto-piaszczystym pod-
łożu)
Woda: zmącona dopływami ścieków, w miejs-
cach o słabym przepływie (poza prądami) gnijący
muł
Zasiedlenie: porównywalnie mniej glonów i roślin
kwiatowych, na powierzchni kolonie bakterii ście-
kowych (Sphaerotilus) i rzęskowców (Carche-
sium, Vorticella), mało gatunków zwierząt makro-
skopijnych, które jednak częściowo rozwijają się
masowo (ośliczki, pijawki, gąbki), niewielka ilość
ryb, okresowe wymieranie ryb z powodu braku
tlenu
Wskaźnik saprobiontyczny: pomiędzy 2,7 a 3,2
Zawartość O
2
: spada powoli do ok. 2 mg/l
BZT
5
: 7-13 mg/l
NH
4
-N: przeważnie ponad 0,5 mg/l, nierzadko
kilka mg/l
Klasa jakości III-IV: bardzo silnie zanieczysz-
czona
Występow.: dno zwykle zamulone (muł gnilny)
Woda: zmącona dopływami ścieków
Zasiedlenie: prawie wyłącznie przez mikroorga-
nizmy, głównie rzęskowce, wiciowce i bakterie,
makroorganizmy: tylko czerwone larwy ochotko-
watych i rureczniki (te z kolei masowo), ryby tylko
lokalnie i strefowo
Wskaźnik saprobiontyczny: 3,2 do 3,5
Zawartość O
2
: czasami poniżej 1 mg/l, z reguły
niewiele mg/l
BZT
5
: 10 - 20 mg/l
NH
4
-N: przeważnie kilka mg/l
Klasa jakości IV: nadmiernie zanieczyszczona
Występowanie: dno charakteryzuje się przeważ-
nie silnym osadem gnilnego mułu (o zapachu
siarkowodoru)
Woda: silnie zmącona dopływami ścieków
Biologiczna ocena jakości wód
Zasiedlenie: prawie wyłącznie bakterie, grzyby,
wiciowce, niewiele wolno pływających rzęskow-
ców (częściowo masowo)
Wskaźnik saprobiontyczny: ponad 3,5
Zawartość O
2
: bardzo niskie aż do 0 mg/l
BZT
5
: zazwyczaj powyżej 8 mg/l
NH
4
-N: przeważnie kilka mg/l
3. DOKUMENTACJA
ANTROPOGENICZNYCH
OBCIĄŻEŃ WÓD ZA POMOCĄ BIOWSKAŹ-
NIKÓW
Duża ilość bakterii, roślin i zwierząt, pojedynczo
lub w kompleksowych biocenozach, jest zależna
od określonych czynników środowiskowych, tak
że ich obecność i częstość występowania może
stanowić wskaźnik ilościowy i jakościowy odpo-
wiednich czynników środowiskowych. Czynności
życiowe takich „żywych wskaźników” lub bio-
wskaźników są w ścisły sposób powiązane z
czynnikami środowiskowymi, które dokumentują.
Wykorzystanie biowskaźników
Biowskaźniki są używane w różny sposób.
W ramach niniejszego tematu będziemy się
starali naświetlić i wykorzystać tylko ich rolę jako
wskaźników w określonych biotopach, które były
lub są obciążane wpływami antropogenicznymi
(Wskaźniki obciążeń (zanieczyszczeń)).
Kompleksowe zniszczenie środowiska może się
w różny sposób przejawiać w populacji lub bioce-
nozie (wg Lammert, 1988):
- w skurczeniu się areału
- w zmniejszeniu produktywności
- w zmniejszeniu gęstości osobników
- w zmianie naturalnej struktury wiekowej oraz
- w
składzie gatunkowym.
Dla badań zmian w ramach biotopu wywołanych
wpływami antropogen. jedną z metod stanowi
skoncentrowanie się na rozwoju osobników „po-
pulacji wskaźnikowej” (np. „Zielenice jako bio-
wskaźnik jakości wody”; Klautke, 1988).
Inne podejście uwzględnia w badaniach cały sze-
reg różnych „populacji wskaźnikowych” bioceno-
zy danego biotopu. Zasadę tą wykorzystaliśmy w
przedstawionym tutaj sposobie postępowania.
Wykorzystanie biowskaźników dla potrzeb
szkolnych analiz wód:
Nie należy pomijać faktu, iż praca ze wskaźnika-
mi przy odpowiednio wyższych wymaganiach
czyni z reguły koniecznym ustalenie dokładnego
gatunku.
Mimo to sensowna wydaje się dla celów
praktycznych zajęć w szkole, pewna redukcja
wiadomości dydaktycznych.
Warunkiem tego jest wykorzystanie wyższych
jednostek taksonomicznych za cenę niższych
wymagań technicznych wzgl. poddania w wąt-
pliwość wykorzystanej metody od strony przed-
miotowej kompetencji. O niniejszych fachowych
zastrzeżeniach należy wiedzieć korzystając z
powszechnie stosowanych metod.
Przykładowo: podczas badań Fuldy i jej dopły-
wów, na różnych odcinkach rzeki, w zależności
od stopnia obciążenia, można było stwierdzić
różne gatunki obunogów. Okazało się przy tym,
że możliwe byłoby dokonanie oceny jakości wody
tylko na podstawie występowania osobników z
gatunku Gammarus (Gammarus pulex, G. fossa-
rum, G. roeseli), (Besch, 1984). Aby jednak spro-
stać wymaganiom naukowym, musiano jedno-
znacznie określić formę wskaźnika jako nazwę
gatunku. Wymienione gatunki Gammarus znaj-
dowały się (wg rosnącej wrażliwości względem
czynnika całościowego - ścieków: Gammarus
roeseli - G. fossarum - G. pulex; Meijering i
Pieper, 1982) w wodach o różnej klasie jakości
ale z wyraźnymi miejscami przejściowymi.
Przykładowo: wykorzystywane dla celów dydak-
tycznych metody badań wg Xylandera i
Naglschmida (1985) wzgl. Baura (1980) nie
rozróżniają w swoich kluczach szacunkowych po-
szczególnych gatunków Gammarus, wzgl. wska-
zują na różne gatunki (G. pulex i G. roeseli, patrz
Baur), mające podobne wymagania życiowe co
do jakości wody. Tu właśnie uwidaczniają się
różnice pomiędzy metodami szkolnymi a np.
wykorzystywanymi przez Urzędy ds. Wód w
niemieckich landach czy też przez wspomniane
LAWA: podczas gdy w pierwszym przypadku
kiełż zdrojowy czy nawet kiełż rzeczny są
przyporządkowane mniej więcej do II. klasy
jakości, to w drugim przypadku wyraźne jest np.
rozróżnienie pomiędzy Gammarus fossarum
(wskaźnik saprobiontyczny 1,3) a Gammarus
roeseli (wskaźnik saprobiontyczny 2,3 wg Meyera
wzgl. 2,0 wg LAWA) (na podst. listy gatunków
makro-organizmów do ustalania klasy jakości
wód Nad-renii - Północnej Westfalii, wg Zelinka i
Marvan, 1961).
Biologiczna ocena jakości wód
Konieczność ścisłości relatywizuje się jednak w
naszym przykładzie „Gammarus” przez to, że w
różnych regionach Niemiec korzysta się z róż-
nych charakterystyk jakości wód i że w związku z
tym przy wykorzystaniu pewnego określonego
gatunku wskaźnika mogą się pojawiać różnice o
pół stopnia jakości: i tak w wynikach badań wód
Badenii Wirtembergii Gammarusa roeseli znajdu-
jemy w wodzie II. klasy, zaś Gammarusa pulex
nawet w wodzie o II-III klasie jakości. Związki
Strażników Wód opowiadają się w ramach badań
jakości za jedną do dwóch analiz biologicznych
na rok, na każde stanowisko pomiarowe. Jedno z
badań przypadałoby przy tym na miesiące od
kwietnia do czerwca (drugie zaś na miesiące
późniejsze). Dodatkowo zaleca się ustalanie
„chemicznych parametrów pomocniczych” (tlen,
wartość BZT i amonu; Meyer, D. i Schmidt, D.:,
1987). Również szkolna analityka wód mogłaby
być zorientowana wg porządku czasowego. Do
koncepcji długoterminowego badania danych po-
miarowych w ramach opieki nad wodami po-
wierzch. w dzielnicy (rejonie miasta) lub w regio-
nie (województwie) powinno należeć również wy-
korzystanie komputera z odpowiednim oprogra-
mowaniem (np. „Atlas środowiska wodnego”,
FWU - Monachium), używanego i rozwijanego
przez wszystkich biorących udział w projekcie.
Znaczenie i granice użycia wskaźników biologicz-
nych w ramach makroskopowej analizy wód:
Obciążenia antropogeniczne są również stwier-
dzane za pomocą metod fizyko-chemicznych
(patrz m. in. Graffitti, 1994). Z jednej strony dzięki
nim są wprawdzie możliwe dokładniejsze po-
miary ilościowe poszczególnych komponentów
imisyjnych w określonym czasie, z drugiej strony
jednaknie można za ich pomocą stwierdzić szkód
wyrządzonych poszczególnym organizmom wzgl.
zakłóceń w kompleksowym systemie wzajem-
nych powiązań poszczególnych ogniw sieci
pokarmowych na przestrzeni określonego czasu
(na podst. Lammert, 1988). Chemiczna analiza
wody jest nieodzowna tam, gdzie musimy ustalić
rodzaj substancji zanieczyszczającej wzgl. skład i
stężenie danej substancji jak i miejsce dopro-
wadzenia szkodliwej substancji. Metoda bio-
wskaźników może być jedynie uzupełniona anali-
zami fizyko-chemicznymi, ale nie można jej nimi
całkowicie zastąpić.
Można to uzasadnić głównie tym, że w analizie
biologicznej obserwuje się osobniki biocenozy,
żyjące w badanych wodach powierzchniowych
przez dłuższy okres czasu. Z reguły nie dają się
one usunąć ze swego biotopu w wyniku jedno-
razowego lub krótkotrwałego zanieczyszczenia.
Zasada badań dopuszcza także ustalenie
„wartości przeciętnej” (Hütter, 1984). Przy tym już
pojedyncze badanie może bardzo szybko dać
nam wartość przeciętną. Krótkotrwałe pogorsze-
nia warunków życia, które można dokładnie
stwierdzić za pomocą chemicznej analizy wody,
mogą więc tą metodą (przy niewielu pobranych
próbkach) zostać zidentyfikowane nie jako zakłó-
cenie ograniczone czasowo. W takim przypadku
analiza biologiczna stwierdzająca krótkotrwałą
zmianę środowiska nie może wprowadzić bada-
cza w błąd co do przeciętnych, „normalnych” wa-
runków w odnośnym biotopie.
Tab. 2 Porównanie wskaźnika saprobiontyczny (SI)/ wskaź-
nika chemicznego (CI) w dziewięciu płynących
wodach powierzchniowych w okolicach Hanoweru;
wartości przeciętne po 6 (
+
wzgl. 5 miesiącach); (na
podst: Meyer, D. i Schmidt, D., 1987)
Biologiczna ocena jakości wód
W obszernym badaniu porównawczym dolnosak-
sońskich wód płynących Meyer i Schmidt (1987)
udowodnili dla wszystkich klas jakości (I do IV),
że wskaźnik chemiczny (CI) podlega wyraźnie
większym wahaniom niż wskaźnik saprobiontycz-
ny. W wyniku analiz biologicznych pod względem
wskaźnika saprobiontycznego 98% uzyskało
„przeciętną jakość”, zaś w wyniku analizy
chemicznej wg BACHA było to jedynie 66%.
Badacze przeprowadzali w tym ciągu badań od
kwietnia do września comiesięczną analizę
biologiczną oraz fizyko-chemiczną. W tabeli 2
widać jednak wyraźnie, że rezultaty obydwu
analiz leżą mimo to względnie blisko siebie.
Obydwie metody okazują się więc niezależnie od
siebie fachowymi metodami oceny jakości wód.
Metoda biologiczna jest tak atrakcyjna jeśli
chodzi o jej wykorzystanie w szkole, między
innymi dlatego, że jest ona o wiele tańsza i
szybsza. Z kolei do ustalenia CI koniecznych jest
co najmniej 6 pomiarów.
Dodatkowe wiadomości dot. analityki wód za po-
mocą biowskaźników
Oceny jakości wód powierzchniowych za pomocą
wskaźników saprobiontycznych można w sen-
sowny sposób połączyć z pomiarami zaw. O
2
,
zużycia O
2
w ciągu 2 dni, oraz wartością BZT
5
(patrz tabela 3). Taka forma skorelowania
różnych metod doświadczalnych, jaką zapropo-
nowali np. Liebmann (1969) i Hamm (1968), po
pierwsze zwiększa dokładnośćbadań, zaś po
drugie uzupełnia metodę biologiczną przy rezyg-
nacji z nakładochłonnych metod fizyko-chemicz-
nej metody oceny jakości wód wg np. BACHA i
G.R.E.E.N. Porównania z innymi próbami stwo-
rzenia korelacji pomiędzy stopniem saprobion-
tycznym a np. wartościami BZT wskazują jednak
na trudności ze sformułowaniem uogólnień (patrz
m. in. Leithe, 1975).
Koszty potrzebnego zestawu do badań
zawartości tlenu są relatywnie niskie.
ZESTAWIENIE STOPNI JAKOŚCI, SAPROBII I WARUNKÓW TLENOWYCH W WODACH
PŁYNĄCYCH
Tabela 3.: Wskaźniki saprobiontyczne i zawartość tlenu w wodach płynących (w szczególności wg tzw.
„Metody monachijskiej na podst. Liebmann, 1969 i Hamm, 1968 prócz wskaźników saprobiontycznych
uwzględniono również inne dane, takie jak wartość BZT, zawartość O
2
i toksyczność; cyfry rzym.:
stopnie jakości; cyfry arab.: odnośne wskaźniki saprobiontyczne; przesycenia tlenem uwzględnione w
kolumnie 2b; na podst. Besch, 1984).
Kolumna 1
2a
2b
3
4
5
Klasa jakości
(stopnie
sapro-
Zawartość O
2
Zużycie O
2
(w ciągu 48 godzin)
BZT
5
biontyczne)
w mg/l przy
20
o
C i 760
to-rach
w % do
wartości
pełne-go
nasycenia
w % do
wartości
pełne-go
nasycenia
w mg/l przy
20
o
C
w %
w mg/l przy
20
o
C
I (1,0)
8,45 - 8,84
95 - 100
100 - 103
0,0 - 0,3
0 - 5
0,0 - 0,5
I-II (1,5)
7,5 - 8,45
85 - 95
103 - 110
0,3 - 1,1
5 - 10
0,5 - 2,0
II (2,0)
6,2 - 7,5
70 - 85
110 - 125
1,1 - 2,2
10 - 20
2,0 - 4,0
II-III (2,5)
4,4 - 6,2
50 - 70
125 - 150
2,2 - 3,8
20 - 40
4,0 - 7,0
III (3,0)
2,2 - 4,4
25 - 50
150 - 200
3,8 - 7,0
40 - 70
7,0 - 13,0
III-IV (3,5)
0,9 - 2,2
10 - 25
200
7,0 - 12,0
70 - 95
13,0 - 22,0
IV (4,0)
0 - 0,9 ew.
H
2
S
10 12,0 95 22,0
Biologiczna ocena jakości wód
4. METODY BIOLOGICZNYCH BADAŃ WÓD
PŁYNĄCYCH ORAZ WZORCOWANIE
W Europie środkowej gęstość zaludnienia jest
relatywnie bardzo wysoka. Odpowiednio wysokie
jest więc również obciążenie wód substancjami
organicznymi.
Już na początku tego stulecia Kolkwitz i Marsson
(1902, 1908 i 1909; poprawione przez Kollwitza,
1950) przedstawili opis różnych stref saprobion-
tycznych, tworząc podstawy klasyfikacji wód
płynących za pomocą organizmów wskaźniko-
wych. Obecnie istnieje cała gama biologicznych
metod badawczych, mających swe źródła w
pracach Kolkwitza i Marssona. Kolejne wersje
różnią się wykorzystywaną listą gatunków,
formułą wskaźnika saprobiontycznego wzgl.
klasy jakości oraz odwzorowaniem graficznym.
Najbardziej eksponowane miejsce zajmuje przy
tym lista gatunków. Podczas gdy Kolkwitz i
Marsson wyszli od ok. 700 „form przewodnich
saprobiontów” (1908 i 1909), wraz z praktycznym
zastosowaniem listy szybko stało się jasne, „że
tylko grupa specjalistów może dysponować tak
wieloma dokładnymi, fachowymi wiadomościami
z zakresu taksonomii” (Besch, W.K., 1984).
Obecne metody, stworzone na podstawie prac
Kolkwitza i Marssona, charakteryzuje po
pierwsze znacznie krótsza lista gatunków, a po
drugie, przynajmniej częściowa rezygnacja z
określania gatunków.
To, co jest ważne w przypadku uznanych i
oficjalnych państwowych metod badań, musi
również obowiązywać w znacznej mierze w
przypadku pracy pedagogicznej w ramach nauki
o środowisku w szkołach.
Zbyt pracochłonne metody badań wcześnie
przeciążają możliwości i cierpliwość uczniów.
Skutkiem tego może być frustracja. Radość z
pracy, wyczulenie na problemy ekologiczne jak i
wspieranie gotowości działania w sensie
podejmowania samodzielnych kroków w celu
polepszenia warunków środowiska stoją wyżej w
hierarchii niż uzyskanie pewnego pod względem
naukowym rezultatu badań. Z takiego stanu
rzeczy i z chrakteru zajęć w różnych klasach
wynikają różne metody przedstawione w części
praktycznej.
Wzorcowanie:
Wyliczenie poszczególnych wskaźników sapro-
biontycznych jest istotnym warunkiem wykorzy-
stania metod szacunkowych. Można go dokonać
na różne sposoby (wg Besch, W.K., 1984):
1. w doświadczeniach laboratoryjnych badamy
reakcję możliwych gatunków wskaźnikowych
na ścieki wzgl. określone substancje zawarte
w ściekach uwzględniając naturalne warunki
rozkładu tych substancji,
2. na podstawie wyników badań w terenie
ustalamy, w jaki sposób stopnie saprobion-
tyczne i stopnie jakości korelują z innymi
danymi (biochemicznymi, chemicznymi i toksy-
kologicznymi) (gatunki i biocenozy),
3. na podstawie badań statystycznych ustalamy
rozpowszechnienie poszczególnych gatunków
wskaźnikowych w spektrum systemu
saprobiontycznego.
W Klasyfikacji jakości metodami biologicznymi
dużą rolę odgrywa szereg gatunków owadów. W
trakcie wiosny i lata, w wyniku metamorfozy larw
owadów w uskrzydlone, dorosłe osobniki - „całe
gatunki owadów opuszczają wodę” (Meyer, D. m.
in., 1987). Ponieważ później nie można stwier-
dzić lub zidentyfikować jajeczek lub młodych larw
tych gatunków, w tym czasie odpadają one
zupełnie przy określaniu saprobiontyczności.
Można z tego właściwie wywnioskować, że albo
odnośne gatunki owadów można sobie
oszczędzić w badaniach przeprowadzanych w
tym okresie, bądź też iż nie należy wcale
przeprowadzać badań w tej fazie.Możliwe
ujemne wpływy na metodę badań okazują się
jednak przy bliższych oględzinach gatunków
owadów mało znaczące: wymienieni
przedstawiciele świata owadów odnoszą się z
reguły do niskich klas jakości, w których
rozpiętość gatunków jest z kolei tak duża, że w
wyniku pominięcia określonych form, cały
rachunek nie traci na wartości.
„To biocenoza a nie pojedynczy osobnik określa
klasę jakości” (Meyer, D. m. in., 1987).
5. METODA MAKROSKOPOWO - BIOLO-
GICZNEGO BADANIA WÓD STOJĄCYCH
Określanie stopni troficznych:
Aby sklasyfikować wody powierzchniowe, ko-
nieczne są relatywnie pracochłonne badania w
różnych obszarach masy wodnej zgodnie z
kryteriami fizyko-chemicznymi i biologicznymi.
Należą do nich również badania profilu głębino-
wego. Oprócz badań planktonu (gęstość, socjo-
logia) są to pomiary zawartości ważnych
roślinnych substancji odżywczych azotu i
fosforanów (czynniki minimum) jak również stę-
Biologiczna ocena jakości wód
żenia chlorofilu jako miary gęstości występowa-
nia glonów i potencjału wytwórczego, zawartości
tlenu, wartości pH oraz zdolności wiązania kwa-
sów (system wapń - kwas węglowy).
Obecnie nie istnieje w Niemczech jednolita meto-
da szacunkowa LAWA. Trwają jednak prace nad
standaryzacją (Roch, 11/1995). Urząd ds. środo-
wiska naturalnego w Hamburgu upatruje sens
klasyfikacji wód stojących w obserwacji czaso-
wych zmian wód (starzenie się jezior). Zgodnie
ze stanowiskiem przyjętym przez LAWA koniecz-
ne metody badań mające służyć bezpośrednie-
mu pomiarowi zdolności wytwórczej wymagają
niepomiernych nakładów środków i z tego wzglę-
du, tylko z powodu kosztów, rezygnuje się z nich
w planach rutynowego państwowego nadzoru
nad jeziorami. Jednak również ustalanie para-
metrów w różnych obszarach powierzchniowego
zbiornika wód stojących metodami pośrednimi,
określającymi stopień trofizmu, jest w porów-
naniu z metodami określania jakości wód płyną-
cych relatywnie trudne i kosztowne.
Hütter (1990) rozróżnia przykładowo 4 stopnie
troficzne (wykorzystywana wcześniej trójstopnio-
wość systemu troficznego nie jest już używana w
fachowych kręgach) w zależności od zawartości
fosforanów i fosforu. Zgodnie z tym, otrzymujemy
następujące 4 stopnie troficzne dla jezior:
(w nawiasach podano dodatkowo odnośne dane
na podst. Klee wzgl. OECD; wg Meyer, 11/1995)
1. Jeziora ultra-oligotroficzne do oligotroficznych:
< 8
µg/l P (Klee i OECD: ∅ 8µg/l P dla jezior
oligotroficznych)
2. Jeziora oligotroficzne do mezotroficznych:
8-18
µg/l P (∅ 26,7µg/l P dla jezior mezotro-
ficznych)
3. Jeziora mezotroficzne do eutroficznych:
18-84
µg/l P (∅ 84,4µg/l P dla jezior eutroficz-
nych)
4. Jeziora hipertroficzne:
>
84
µg/l P (ok. 750-1200µg/l P dla jezior hi-
perpertroficznych)
Meyer (11/1995) dodaje do tych czterech stopni
troficznych jeszcze jeden. Upraszczając obszar
eutroficzny dzieli on na eutroficzny i silnie eutro-
ficzny (patrz również 6.4). Korzysta przy tym w
dużej mierze z wart. fosforanów wg Klee i OECD:
Klasyfikacja jezior ze względu na zawartość
fosforanów i fosforu:
oligotroficzne:
5 - 14
µg/l P
mezotroficzne:
14,0 - 49
µg/l P
eutroficzne:
38 - 84
µg/l P
silnie
eutroficzne: 84-189
µg/l P
(wyjątki do ok. 420
µg/l P)
politroficzne
wzgl.
hipertroficzne:
>420
µg/l P
Wskazówka: zgodnie z niniejszym skale wartości
nakładają się pomiędzy stopniami mezotroficz-
nym a eutroficznym. Efektywnej oceny należy tu
dokonać na podstawie innych czynników
pomiarowych (np. O
2
). (Meyer, D.: 1996)
Wykorzystanie strefy brzegowej wód stojących
dla potrzeb zajęć:
Wraz z wprowadzeniem parametrów pomiaro-
wych BACH na początku lat 80-tych praca na
zajęciach biologii i nauki o środowisku zostały
znacznie wzbogacone. Obok zwykłych biologicz-
nych metod pomiarowych na podstawie systemu
saprobiontów do dyspozycji nauczycieli oddano
praktyczną alternatywę w postaci metody badań
jakości wód płynących za pomocą ustalenia i
oszacowania 8 parametrów fizyko-chemicznych.
Wraz z wprowadzeniem parametrów G.R.E.E.N.
oraz metod oceny wspieranej komputerowo
(„Atlas środowiska wodnego” /FWU - Monach-
ium), oraz możliwym w związku z tym osieciowa-
niem stanowisk pracy i leżącej u podstaw filozofii
G.R.E.E.N. idei zajęć zintegrowanych, zoriento-
wanych na działanie i realizację projektów w
zakresie nauki o środowisku krąg zaintereso-
wanych uległ znacznemu poszerzeniu.
Ponieważ niniejsze metody badań służących
ustaleniu jakości wody spełniają niewątpliwie wy-
magania znacznie wyższe od szkolnych (stano-
wiska państwowe Również wykorzystują system
BACH wzgl. saprobiontyczny do ustalania wskaź-
ników jakości), ze strony specjalistów nie ma
zastrzeżeń.
Z moich doświadczeń w kształceniu nauczycieli
wiadomo mi jednak, że wielu kolegów przeniosło
zwykłe metody badań wód płynących również na
pomiary i charakterystyki wód stojących. Stało się
tak na pewno głównie tam, gdzie z braku odpo-
wiednich wód płynących adekwatny zastępnik
stanowiły blisko położone jeziora. Istnieją po
temu z pewnością powody, możliwe do
zrealizowania w sensie dydaktycznej redukcji
wymagań przedmiotowych. Warunkiem tego jest
jednak w każdym razie wskazanie związanych z
tym uproszczeń i problemów. I tak np. na podsta-
wie badań w strefie brzegowej jeziora o
sezonowym ułożeniu warstwowym masy wodnej
Biologiczna ocena jakości wód
nie można stwierdzić stopnia troficznego dla ca-
łego jeziora. „W przypadku wód stojących możli-
we jest, że na powierzchni znajdą się organizmy
preferujące wody o dobrej jakości, zaś na dnie
tylko „brudasy”, gdyż woda jest tam uboga w tlen
lub całkowicie go pozbawiona” (Meyer, 1995).
Z tego względu w takich wodach znajdujemy
obok polisaprobiontycznych form przewodnich
formy oligosaprobiontyczne (Butkay, M., 1992). Z
kolei w przypadku bardzo płytkich wód stojących
ocena jakości w strefie brzegowej może w
ograniczony sposób świadczyć o stanie całej
masy wodnej.
Zrozumiałe jest więc zainteresowanie jakim cie-
szy się w ramach szkolnej nauki o środowisku
wykorzystanie porównywalnych do badań wód
płynących możliwości oceny jakości wód. Nie
wymaga ono żadnego innego uzasadnienia.
Nie do obejścia jest jednak przy tym konieczność
ograniczenia się do tego, co wykonalne w
warunkach szkolnych, przy jednoczesnym
sprostaniu wymaganiom fachowym.
W przypadku badań wód stojących, których
celem jest określenie ich jakości należy się w
głównej mierze skoncentrować na pomiarach i
badaniach w strefie brzegowej i zgodnie z tym
ograniczyć ocenę jakości wód wyłącznie do tego
obszaru. Dotyczy to zarówno fizyko-chemicznych
jak i biologicznych metod badań.
Podczas pracy z uczniami badania w obszarze
brzegowym są najłatwiejsze do zorganizowania,
a makroskopijna flora i fauna są szczególnie
bogate i relatywnie łatwe do zbadania.
Szczegółowe badanie jeziora, przykładowo na
podst. wielu parametrów fizyko-chemicznych i
biologicznych w różnych obszarach i w różnym
czasie, którego celem jest ambitna ocena jakości
całej masy wodnej z reguły nie jest możliwe do
zrealizowania w ramach normalnych zajęć.
Tak więc ograniczymy się tutaj do biologicznego
badania wód stojących w strefie brzegowej.
Aby móc przy tym pracować z organizmami
wskaźnikowymi dla wód płynących, konieczne
jest po pierwsze,
- sprawdzenie możliwości przeniesienia syste-
mu saprobiontów na wody stojące,
- wyszukanie podobieństw w biotopach i doko-
nanie przy tym badań porównawczych oby-
dwu obszarów
- dokonanie zestawienia zwykłych systemów
troficznych dla wód stojących z systemem sa-
probiontów wód płynących.
Zastosowanie systemu saprobiontów dla badań
wód stojących:
Wg Liebmanna (1962) limnologia i biologia ście-
ków podchodzą w różny sposób do stopni tro-
ficznych wzgl. saprobiontycznych, a z kolei on
sam „nie widzi żadnych różnic pomiędzy wodami
płynącymi a stojącymi” (Meyer, D. 1995) oraz po-
między zasiedlającymi je biocenozami. „Przy tym
pośród gatunków wód stojących znajdujemy
wiele saprobiontów, przyporządkowanych do
stopni troficznych tak samo, jak w przypadku klas
jakości wód płynących”. Nie dziwi to o tyle, o ile w
wielu innych publikacjach opisywane są „płynne
przejścia” (Brehm i Meijering, 1982) pomiędzy
wodami płynącymi a stojącymi. Dlaczego więc
równie ogólnie różnice pomiędzy organizmami
wód płynących a jezior miałyby być przykładowo
większe niż pomiędzy regionami źródłowym i
ujściowym dużych rzek w porównaniu do rowów
wschodniej Fryzji, które zgodnie z definicją
należy traktować jak wody płynące?
Główne pytania, na jakie należy odpowiedzieć,
aby móc przenieść system saprobiontów na
badania wód stojących, to:
Czy także w wodach stojących można znaleźć te
same organizmy wskaźnikowe (aż po ustalenie
gatunku)?
Czy dysponujemy solidną bazą danych dot.
możliwych badań porównawczych?
Czy leżące u podstaw badań porównawczych
metody są ogólnie uznane i sprawdzone w
praktyce?
Zacznijmy od ostatniego pytania. Makroskopowo-
biologiczna metoda terenowa oceny jakości wód
płynących (Meyer, 1990) jest - nawet w
„odchudzonym” wariancie z 46 wskaźnikami -
uznanym i sprawdzonym w praktyce (w Dolnej
Saksonii) systemem. Korzysta z niego m. in.
Zespół Roboczy Limnologia i Ochrona Wód
(ALG). Jako metodę porównawczą wykorzystuje
się fizyko-chemiczną procedurę dla celów
ustalenia stopnia troficznego wód stojących wg
Klee (1991) oraz wg OECD (1984). Wybrany
sposób postępowania jest uzasadniony, a
porównanie parametrów fizyko-chemicznych z
biologicznymi adekwatne. I tak np. również w
przypadku tzw. „Metody monachijskiej” określa-
nia jakości wód płynących (Liebmann, 1969,
Hamm, 1968) do oceny wykorzystuje się
wszystkie istotne, dostępne parametry (zawar-
tość O
2
w wodzie, zużycie O
2
, wartość BZT,
toksyczność, wskaźnik saprobiontyczny).
Biologiczna ocena jakości wód
Baza danych, na której opiera się przeniesienie
postępowania ze wskaźnikami saprobiontyczny-
mi, jest w rzeczywistości jeszcze dosyć niewielka.
Prócz tego sprawdzono ją wyłącznie w północ-
nych Niemczech na jeziorach, jeziorach żwiro-
wych i w zbiornikach zbierających nadmiar opa-
dów. Wody te pod względem jakości lokują się
pomiędzy kategoriami eutroficzne a silnie eutro-
ficzne. W każdym bądź razie wszystkie orga-
nizmy wskaźnikowe wykorzystane w systemie
MEYERA znaleziono również w badanych wo-
dach stojących.
Ocena danych ALG dot. wód stojących:
Bezpośrednia strefa brzegowa wód płynących ze
swą pełną gamą form jest najbardziej zbliżona do
obszaru wód płytkich jeziora lub do jego stref
przybojowych.
Mając na celu sporządzenie porównywalnej do
systemu saprobiontów listy do badań regionu
brzegowego wód stojących i do określania
odnośnego stopnia troficznego, na moją prośbę i
mimo początkowego sceptycyzmu Detlef Meyer
podjął się w 1995 roku próby oceny przedłożo-
nych mu danych ALG zgodnie z Listą Meyera
oraz porównania ich z procedurami fizyko-che-
micznymi do określania stopni troficznych wg
Klee i OECD (warunek: zmodyfikowany podział
na stopnie troficzne).
Rezultat: Z 24 zbadanych wód stojących, aż w
przypadku 19 wód ocenionych obiema metodami
zaistniała godna uwagi kongruencja rezultatów
(=79,2%). Tylko w przypadku 5 zbiorników
poszczególne wyniki różniły się o jeden stopień
troficzny (przy czym w jednym przypadku wynik
różnił się od „właściwego” stopnia troficznego
tylko o 1/100; (Meyer, 1996).
Meyer wskazuje na to, że sporne w pięciu przy-
padkach oceny metodą biologiczną można było
od razu skorygować dokonując dodatkowo tylko
określenia przejrzystości.
Wniosek: Rezultat tego badania stanowi zachętę
do wykorzystania organizmów wskaźnikowych w
ocenie wód również dla wód stojących. Wg
Meyera metoda ta „jest użyteczna choćby i
dlatego, że przybliża uczniom również wody sto-
jące i żyjące w nich bogactwo form”.
Zestawienie stopni troficznych ze stopniami sa-
probiontycznymi:
Przy porównaniu obydwu stopni jakości, określe-
nia z zakresu biologii ścieków - oligosaprobion-
tyczny (oligos = mało) i polisaprobiontyczny (poly
= wiele) znajdują sensowne odpowiedniki w cha-
rakterystykach limnologicznych - oligotroficzny i
politroficzny. Z kolei jednak limnologiczne okreś-
lenie Eutroficzny (eu = dobry) nie pokrywa się z
żadnym specjalnym stopniem saprobiontycznym
z biologii ścieków.
Podczas gdy limnolog używał w czasach wpro-
wadzenia trójstopniowego systemu troficznego
określenia ,eutroficzny’ do oznaczenia wód
bogatych w substancje odżywcze, a co za tym
idzie, także w różne gatunki, biolog ścieków
interesuje się naturalnie głównie tym, aby w celu
oznaczenia stopnia zanieczyszczenia opisać
różne stopnie rozkładu substancji organicznej. W
zależności od stopnia eutrofizacji można na tym
obszarze wyróżnić różnorakie odcinki.
Od dłuższego czasu mamy już pomiędzy stre-
fami oligotroficzną a eutroficzną dodatkową
strefę - mezotroficzną, charakteryzującą się
mniejszym obciążeniem substancjami odżyw-
czymi. Ponieważ jednak pomiędzy wodą stojącą
o znacznej wzgl. dużej zawartości substancji od-
żywczych istnieje wyraźna różnica, Meyer (1996)
zaleca podzielenie pozostałego obszaru eutro-
ficznego na eutroficzny (= znaczna zawartość
substancji odżywczych) i silnie eutroficzny (=
duża zawartość substancji odżywczych).
Tym samym osiągamy, podjętą już zasadniczo
przez Liebmanna, porównywalność oceny troficz-
nej i saprobiontycznej dzięki wprowadzeniu
dwóch stopni troficznych (mezotroficznego i silnie
eutroficznego). Dla celów zestawienia wskaźnika
saprobiontycznego (SI) z opisanymi stopniami
troficznymi otrzymujemy więc wg Meyera nastę-
pujący podział:
SI Stopień troficzny
1,0 - 1,5
oligotroficzny
1,5 - 2,0
mezotroficzny
2,0 - 2,7
eutroficzny
2,7 - 3,2
silnie eutroficzny
3,2 - 4,0
(hipertroficzny)
Biologiczna ocena jakości wód
CZĘŚĆ PRAKTYCZNA
6. MAKROSKOPOWO - BIOLOGICZNE BA-
DANIA WÓD PŁYNĄCYCH I STREFY
BRZEGOWEJ WÓD STOJĄCYCH
Przedstawimy tutaj dwie metody badań, zapro-
jektowane by sprostać bardzo różnym wymaga-
niom i przenaczone dla różnych grup adresatów:
są to metody Xylandera/Naglschmida (1985)
oraz Meyera (1990).
6.1. Dwie różne metody badań na potrzeby
zajęć szkolnych
System Xylandera / Naglschmida wykorzystuje
wyłącznie wyższe kategorie systematyczne
(taksy).
W przypadku znalezionych grup zwierząt będzie-
my rozróżniać wyłącznie na podstawie dysjunk-
tywnej liczby form. Z rezygnacją z niższych jed-
nostek taksonomicznych wiąże się oczywiście
niższy poziom wymagań fachowych. Doświad-
czenia z tą metodą pokazują jednak, że rezultaty
oceny jakości są porównywalnie dobre.
Zaletami tej metody są:
- liczba organizmów nie jest zbyt wysoka,
- badanie zajmuje mniej czasu,
- także nauczyciele i uczniowie nie mający
wcześniej do czynienia z podobnymi metoda-
mi oceny dobrze sobie z nią radzą i osiągają z
reguły prawidłowe wyniki.
Metoda Xylandera / Naglschmida jest od lat
częścią składową oprogramowania FWU „Atlas
środowiska wodnego”, zaprojektowanego spec-
jalnie na potrzeby szkół i udostępnianego po-
przez kuratoria na podstawie licencji wszystkim
szkołom w Niemczech.
Metody określania jakości wód należy zasad-
niczo wprowadzać do programu pierwszych klas
szkół średnich, można je jednak wykorzystać w
dalszych klasach.
System Meyera stawia użytkownika wobec wy-
raźnie wyższych wymagań, przy czym jest to
również metoda terenowa, do której użycia w
każdym wypadku wystarcza lupa o 10-krotnym
powiększeniu. Lista w sumie 46 gatunków
wskaźnikowych (wydawca rozpowszechnia rów-
nolegle do niej listę 78 wskaźników, dla użyt-
kowników „dysponujących większą wiedzą”)
stanowi wg mnie optimum pod względem
wymagań stawianych „początkującym badaczom”
i pod względem wiedzy jaką dysponują w ramach
nauki o środowisku uczniowie niższych klas szkół
ogólnokształcących. Lista saprobiontów opiera
się w dużej mierze na obowiązującej Urzędy ds.
Gospodarki Wodnej liście Międzylandowego
Zespołu Roboczego ds. Wód (LAWA). Zgodnie z
nią „80% porównywalnych wskaźników jest
opatrzonych tym samym, a przynajmniej prawie
tym samym wskaźnikiem saprobiontycznym.”
(Meyer, D., 1990).
Metoda oceny jest wprowadzana z reguły w póź-
niejszych klasach szkół średnich. Decyzja co do
tego zależy od składu grupy badawczej / uczniów
oraz od ilości czasu jaką nauczyciel ma do dys-
pozycji w ramach wszystkich badań wód.
Niemała część 46 wskaźników o bardzo niskiej
wartości saprobiontycznej będzie stosowana
rzadko lub wcale ze względu na cechy wielu
wód. Dotyczy to w sposób szczególny wielu wód
stojących. Dlatego też lista Meyera relatywizuje
się przy bliższym zapoznaniu sama.
6.2. Przedstawienie form zwierzęcych spełnia-
jących funkcje wskaźników
W tabeli 4 ukazano przykładowo wykorzysty-
wane w obydwu systemach formy wskaźników.
Biologiczna ocena jakości wód
Tabela 4: Formy wskaźników dla makroskopowo-biologicznychocen jakości wód (rysunki wg: Baur,
1980 i Meyer, 1990)
(przykłady często występujących form różnych grup, uporządkowane alfabetycznie)
RÓWNONOGI / Skorupiaki
Ośliczek (15 mm)
PIJAWKI / Pierścienice
Erpobdella
octoculata
(60
mm)
Wielka
pijawka
ślimakowa (30 mm)
LARWY JĘTEK / Owady
Płaska larwa jętki (8 - 15 mm)
Okrągła larwa jętki (15 - 23 mm)
OBUNOGI / Skorupiaki
Kiełż zdrojowy (15 - 20 mm)
CHRZĄSZCZE / LARWY /Owady (tutaj: nie jako właściwy wskaźnik - ważne tylko dla liczby form
(Xylander))
Chrząszcz tęgoryjec i jego larwa
Biologiczna ocena jakości wód
LARWY CHRUŚCIKÓW / Owady
Larwa
chruścika z domkiem (10 - 20 mm)
Larwa chruścika bez domku (10 - 20 mm)
MAŁŻE / Mięczaki
Groszówka
(10
mm)
Groszówkowate
ŚLIMAKI / Mięczaki
Przytulik strumieniowy (5 - 6 mm)
Błotniarka stawowa (50 - 60 mm)
Zatoczek (10 mm)
LARWY WIDELNIC / Owady
Larwa widelnicy (7 - 10 mm)
Biologiczna ocena jakości wód
WIRKI / Płazińce
Wirek
szary
(25
mm)
Wirek
biały
ROZTOCZA / Pajęczaki (tutaj: nie jako właściwy wskaźnik - ważne tylko dla liczby form (Xylander))
SKĄPOSZCZETY / Pierścienice
Wężyk
stawowy
(20
mm)
Rurecznik
(80
mm)
LARWY MUCHÓWEK / Owady
Larwa (10 mm) i poczwarka komara (6 - 8 mm)
Larwa
gnojki
(60
mm)
Larwa lwinki (40 - 50 mm)
Larwa ochotki (10 - 20 mm)
Biologiczna ocena jakości wód
6.3 Metoda badań wg Xylandera / Nagl-
schmida
6.3.1 Opis postępowania
1. Połów / ewidencja organizmów
Na stanowisku badawczym badane są wszystkie
dostępne substraty (woda, kamienie, rośliny, ga-
łęzie w wodzie, dno) w swym udziale w całkowi-
tym substracie, a mianowicie poprzez:
- wybieranie z wody i spomiędzy roślin za po-
mocą sita o drobnych oczkach - odsiewanie
zwierząt z podłoża i mułu dennego,
- podnoszenie i odwracanie kamieni znajdują-
cych się na dnie i w strefie brzegowej, pobór
organizmów za pomocą szczypczyków lub
pędzelka,
- zbieranie materiałów obrośniętych (gałęzie i
listowie)
- zbieranie
roślin wodnych
Zwierzęta zbieramy w wiadrze lub w dużych
jasnych lub przezroczystych pojemnikach plasti-
kowych.
2. Czas
połowu / Stanowisko
Ok. 30 minut na wszystkie składniki substratu ra-
zem.
3. Określanie gatunku
Zwierzęta przenosimy za pomocą pędzelka lub
szczypczyków ze stali sprężynowej do probówki
z lupą lub na płaską, białą szalkę (plastikowa
pokrywka z niską krawędzią).
Określenia dokonujemy za pomocą lupy.
Klucz do określania gatunków wg Wassmanna /
Xylandera może stanowić pomoc dla początkują-
cych badaczy, podobnie zresztą jak np.
Przewodnik po kosmosie (Streble, H., 1982)
4. Zbieranie
Po oznaczeniu umieszczamy zwierzęta osobno
w specjalnych probówkach (dla celów ew. dal-
szych badań na miejscu lub w szkole).
5. Ocena
Dokonujemy jej wypełniając formularz oceny
(6.3.3.). Chronologiczną listę grup zwierząt
poczynając od larw widelnicowatych a kończąc
na rureczniku sporządzamy wg rosnącej wartości
saprobiontycznej *).
- Znalezione grupy zwierząt zaznaczamy krzy-
żykiem w pierwszej kolumnie,
- liczbę możliwych do rozróżnienia form w ra-
mach grup zwierząt nanosimy w 2 kolumnie,
- w
otoczonych
grubą linią okienkach nanosimy
całkowitą liczbę form po dodaniu wszystkich
możliwych do rozróżnienia form,
- określenie klasy decydującej następuje na
podstawie liczby form najwyższej grupy
zwierząt (najniższa wartość saprobiontyczna,
najwyższy krzyżyk w 1 kolumnie),
- Ocenę jakości kończy dolna część tabeli:
W znalezionej klasie decydującej znaleziona
całkowita liczba form określa jakość danych wód.
6. Umieszczanie
zwierząt z powrotem w ich
środowisku
Najpóźniej po dokonaniu oceny zwierzęta należy
umieścić z powrotem w biotopie.
*Wartość saprobiontyczna: podczas opisu orga-
nizmów wskaźnikowych nie należy więcej
używać zgodnego z terminologią LAWA (= Mię-
dzylandowy Zespół Roboczy ds. Wód, DIN 38
410) pojęcia wskaźnika saprobiontycznego, lecz
terminu „wartość saprobiontyczna”. Natomiast
pod pojęciem wskaźnika saprobiontycznego na-
leży rozumieć wartość określającą klasę jakości
wody (suma całkowita: częstość całkowita =
wskaźnik saprobiontyczny).
Biologiczna ocena jakości wód
6.3.2 KLUCZ DO OKREŚLANIA GATUNKÓW MAKROSKOPIJNYCH GRUP ZWIERZĄT W WO-
DACH wg Wassmanna / Xylandera (na podst. Prigge, 1994)
strzałki
tak
Zwierzęta posiadające odnóża
oznaczają
nie
więcej niż 4 pary odnóży? ciało spłaszczone bocznie?
OBUNÓG
linia grzbietowa wygięta?
10 - 20 mm
ciało spłaszczone u dołu i
OŚLICZEK
u góry
12 mm
4 pary odnóży ciało kuliste?
ROZTOCZE
1 - 3 mm
3 cerci na tylnym
cerci tylne
LARWA WAŻKI
końcu odwłoku? spłaszczone?
do 26 mm
cerci tylne
LARWA JĘTKI
nitkowate?
4 - 23 mm
2 cerci na tylnym
LARWA WIDELNICY
końcu odwłoku?
5 - 30 mm
1 cerci na tylnym
LARWA GNÓJKI
końcu odwłoku?
20 - 40 mm
z kokonem?
odwłok z białymi kępkami?
LARWA CHRUŚ-
CIKA 4 - 40 mm
z podobnymi do odnóży
przesuwkami?
ze skrzydłami lub
CHRZĄSZCZ
pokrywami skrzydeł?
1,5 - 40 mm
inne cechy
LARWA CHRZĄSZCZA
3 - 20 mm
Zwierzęta pozbawione odnóży
z muszlą?
muszla dwu
MAŁŻ
-częściowa?
10 - 120 mm
muszla
jedno-
ŚLIMAK
częściowa?
5 - 60 mm
ciało silnie
PŁAZINIEC
spłaszczone?
1 - 27 mm
z przyssawkami
PIJAWKA
na obu końcach ciała?
4 - 150 mm
ze stopką i rzęskami ruchowymi?
LARWA KOMARA
z maczugowato zgrubiałym odwłokiem?
6 - 20 mm
bardzo długie, często
RURECZNIK
czerwone?
50 - 85 mm
Biologiczna ocena jakości wód
6.3.3 TABELA USTALENIOWA DO OCENY ZNALEZIONYCH GRUP ZWIERZĄT
(Metoda Xylandera / Naglschmida)
Znaleziona grupa
zwierząt
Możliwa do wyróżnie-
nia liczba form
Ocena
Grupa zwierząt
1
2
Liczba form
3
Klasa decydująca
4
Larwa widelnicowa-
tych
2 lub więcej
1
A
B
Larwa jętki
3 lub więcej
2 (patrz chruścik)
1
B
C
odpada
Larwa chruścika
4 lub więcej
1 - 3
B
C
Obunóg
2 lub więcej
1
C
odpada
D
Ośliczek
D
Pijawka
D
Rurecznik
E
Małż
Ślimak
Płaziniec
Bez
wpływu na klasę decydującą
Larwa muchówki
Wodne roztocze
Chrząszcz lub lar-
wa chrząszcza
Całkowita liczba
form (CLF):
Klasa
decydująca
Całkowita
liczba
Klasa form
decydująca
0 - 1
2 - 8
9 - 15
16 lub więcej
A
-
II
I - II
I
B
III
II - III
II
I - II
C
III - IV
III
II - III
II
D
IV
III - IV
III
II - III
E
IV
IV
III - IV
III
Biologiczna ocena jakości wód
6.4 Metoda
badań wg D. Meyera
Uwaga wstępna:
Wprawdzie Meyer uważa, iż jego stosowana tutaj
metoda nadaje się tylko dla „początkujących ba-
daczy”, jednak w porównaniu do metody badaw-
czej wg Xylandera / Naglschmida jest ona dużo
bardziej skomplikowana.
Definicja formy wskaźnikowej jako gatunku (z
reguły) i kompleksowość metody określania cha-
rakteryzują się zgodnie z moim doświadczeniem
optymalnymi wymaganiami, dostosowanymi do
pracy z uczniami (również w niższych klasach).
Procedura jednoczy elementy klasycznej biolo-
gicznej metody badań z charakterystycznymi ce-
chami skrupulatnej identyfikacji i porównywania z
aspektami ekologicznymi metody porównania
krzyżowego. Taka „układankowa” metoda wyklu-
czeń wykazuje pewne elementy zabawy, bardzo
atrakcyjne nie tylko dla lubiących główkować, ale
i dla większości pozostałych uczniów. Pewność
co do uzyskania w przypadku jej prawidłowego
zastosowania niezawodnych wyników (w sensie
warunków określania jakości proponowanych
przez LAWA), może z pewnością jeszcze bar-
dziej podwyższać atrakcyjność tej metody.
Charakterystyka proponowanej metody pracy:
cierpliwe oznaczanie, porównywanie, rozważanie
(ze zmieniającym się w wyniku powtórzeń kom-
ponentem doświadczenia) a w końcu decyzja (ze
świadomością, że w zależności od okoliczności
istnieje także możliwość pomyłki) mają bardzo
wysoką wartość w związku ze zorientowaniem na
osiągnięcie celów dydaktycznych. Jest to „tre-
ning” zasadniczych sposobów postępowania,
nieodzownych do rozwiązywania kompleksowych
zadań w przyszłości.
6.4.1 Opis postępowania
1. Połów / Ewidencja
Reprezentatywne badanie należy przeprowadzić
w miejscu typowym dla ocenianego wycinka wód
(DIN 1990). Do każdego badania pobieramy
zwierzęta z 10 kamieni wielkości pięści (ew. z
zanurzonych gałęzi, pni drzew etc.; przy pomocy
pędzelka / szczypczyków), po czym 5 razy prze-
siewamy intensywnie za pomocą sita kuchen-
nego dostępne rośliny (np. moczarkę kanadyjs-
ką; lub zastępczo: zanurzone w wodzie listowie) i
jeszcze 5 razy pobraną część podłoża lub mułu
dennego. Jeśli nie są dostępne wszystkie wymie-
nione substraty, to - zgodnie z łączącymi je rela-
cjami - należy intensywniej zbadać inne charak-
terystyczne małe biotopy. Należy uważać na to,
by zebrane zostały tylko „organizmy trwale
związane z miejscem lub z substratem”.
2. Czas
połowu: ok. 10 minut na stanowisko
3. Określanie gatunku
Zwierzęta przenosimy za pomocą pędzelka lub
szczypczyków ze stali sprężynowej do probówki
z lupą lub na płaską, białą szalkę (plastikowa
pokrywka z niską krawędzią).
Określenia dokonujemy za pomocą lupy.
Do oznaczania służą:
- Lista 10 różnych form zwierzęcych zawierają-
ca w sumie 46 organizmów,
- Listy opisowe i oznaczeniowe poszczególnych
wskaźników (na podst. Meyera, zmienione),
oraz
- dodatkowa bibliografia literatury pomocniczej
(m. in. Engelhardt, W. 1985).
4. Zbieranie
Po oznaczeniu umieszczamy zwierzęta osobno
w specjalnych probówkach (dla celów ew. dal-
szych badań na miejscu lub w szkole).
5. Ocena
Każdy wskaźnik posiada określoną wartość
saprobiontyczną, którą należy odczytać z listy.
Wartość częstości tego wskaźnika jest wypro-
wadzana z liczby poszczególnych osobników
(wyliczana lub szacowana). Do ustalania wartości
częstości wykorzystujemy tabelę 5.
TABELA 5: Określanie wartości częstości
Wartości częstości (cyf-
ra liczebnościowa + li-
czebność)
Liczba osobników w ba-
danym biotopie
1 = pojedynczy okaz
Nie więcej niż 2 osob-
niki
2 = niewiele
3 - 10 zwierząt
3 = niewiele / średnio
11 - 30 zwierząt
4 = średnio
31 - 60 zwierząt
5 = średnio / dużo
61 - 100 zwierząt
6 = dużo
101 - 150 zwierząt
7 = masowo
ponad 150 zwierząt
Biologiczna ocena jakości wód
Po określeniu wartości częstości mnożymy ją
przez odpowiednią wartość saprobiontyczną bio-
wskaźnika. Wynik stanowi suma pojedyncza.
Dodanie wszystkich sum pojedynczych znalezio-
nych biowskaźników daje sumę całkowitą. War-
tości częstości są również dodawane i dają częs-
tość całkowitą.
W wyniku dzielenia sumy całkowitej sum poje-
dynczych przez częstość całkowitą otrzymujemy
zaś w końcu wskaźnik saprobiontyczny dla
badanych wód. Z tabeli 6 możemy bezpośred-
nio odczytać odpowiadającą mu wartość klasy ja-
kości.
6. Umieszczanie
zwierząt z powrotem w ich
środowisku
Po dokonaniu oznaczenia zwierzęta trafiają
osobno do specjalnych probówek (dla
późniejszych badań / oceny). Najpóźniej po
dokonaniu oceny zwierzęta należy umieścić z
powrotem w wodzie, w miejscu pobrania.
TABELA 6:
Przyporządkowanie wskaźnika saprobiontyczne-
go do klasy jakości
Klasa jakości
Wskaźnik
saprobiontyczny
I
1,0 - < 1,5
I - II
1,5 - < 1,8
II
1,8 - < 2,3
II - III
2,3 - < 2,7
III
2,7 - < 3,2
III - IV
3,2 - < 3,5
IV
3,5 - < 4,0
Z uzyskanych rezultatów badań sporządzamy
przy pomocy formularza do ewidencji i oceny
protokół który archiwizujemy w segregatorze
wzgl. w szkole podliczamy i wprowadzamy do
pamięci przy pomocy odpowiedniego oprogra-
mowania komputerowego. Możliwości długoter-
minowego rejestrowania zmian na różnych odcin-
kach wód płynących i fascynujące aspekty doku-
mentacji graficznej mogą spowodować powstanie
trwałej więzi pomiędzy szkołą a np. pobliską
rzeką, sięgającej daleko poza ramy czasowe
kolejnych roczników (patronaty).
Biologiczna ocena jakości wód
6.4.2 Formularz ewidencji i oceny badań
dla makroskopowo - biologicznych badań wód płynących metodą Meyera
-- Strona 1 --
Nazwa
rzeki
(...):
Opis stanowiska pomiarowego (nazwa, położenie topograficzne / odległość od ujścia, długość rzeki /
wysokość w m ponad zerem wodowskazu w Amsterdamie):
Czas
badania
(data
/
godzina):
Pogoda:
Temperatura
wody:
Prąd / turbulencje:
Proporcje substratów na brzegu i na dnie:
Charakterystyka strefy brzegowej:
Charakterystyka wody (zmącenie / barwa / zapach):
Inne uwagi:
Badacz
/
grupa
badawcza:
Biologiczna ocena jakości wód
Formularz ewidencji i oceny badań
dla makroskopowo - biologicznych badań wód płynących metodą Meyera
-- Strona 2 --
JEDNOSTKOWA WARTOŚĆ SAPROBIONTYCZNA (JWS), LICZBA (L), WARTOŚĆ CZĘSTOŚCI
(WC), SUMA POJEDYNCZA (SP), CZĘSTOŚĆ CAŁKOWITA (CC), CAŁKOWITY WSKAŹNIK
SAPROBIONTYCZNY (CWS), KLASA JAKOŚCI (KJ)
( ) zakreślić
WYŻSZE JEDNOST-
KI TAKSONOMICZ-
NE
ORGANIZMY WSKAŹNIKOWE
(JWS)
( )
(L)
(WC)
(SP)
WIRKI
(TURBELLARIA)
Polycelis felina / Crenobia alpina
Wypławek / Dugesia gonocephala
inne Planarie + Dendrocoelum l., każd.
1,0
1,5
2,2
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SKĄPOSZCZETY
czerwone rureczniki / Tubifex sp.
3,8
( )
-
-
-
PIJAWKI
(HIRUDINEA)
Pospolita pijawka rybia / Piscicola geometra
wszystkie odlepki / rodz. Glossiphoniidae
Erpobdella octoculata
2,0
2,5
3,0
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
ŚLIMAKI
(GASTROPODA)
Przytulik strumieniowy lub / Ancylus fluv.
Błotniarka stawowa wielka / Lymnaea stagn.
Zatoczek rogowy / Planorbarius corneus
Zagrzebka pospolita / Bithynia tent.
wszystkie pozostałe ślimaki błotne / Lymnaeidae
1,8
1,9
2,0
2,3
2,5
( )
( )
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
MAŁŻE
(BIVALVIA)
Groszówka / Pisidium sp.
Skójkowate / rodz. Unionidae
Racicznica zmienna / Dreissena polymorpha
Groszówkowate / Sphaerium sp.
1,8
2,0
2,2
2,5
( )
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
OBUNOGI
(AMPHIPODA)
Kiełż zdrojowy / Gammarus fossarum
Kiełże / Gammarus (fossarum) pulex przy
a) przeważającej biocen. KJ < 1,6
b) w pozostałych biocenozach
(oprócz G. roeseli)
Obunogi rzeczne z kolczastym grzbietem (G.
roeseli)
1,3
1,6
2,0
2,3
( )
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
RÓWNONOGI
(ISOPODA)
Ośliczki / Asellus aquaticus
3,0
( )
-
- -
LARWY JĘTKI
(EPHEMEROPTERA)
Płaskie larwy bez ruchów własnych płatów skrze-
lowych
a) z 2 nitkami ogonowymi / Epeorus sp.
b) z 3 nitkami ogonowymi / Rhotthrogena sp.
Płaskie larwy z własnymi ruchami płatów skrze-
lowych i 3 nitkami ogonowymi / Ecdyonurus sp.
Grube larwy, silnie owłosione i pokryte szlamem /
Ephemerella major
Okrągłe larwy o 7 parach „drzewkowatych” a nie
„płatkowatych” skrzeli / Habrophlebia sp.
Ryjące larwy, wielkości 15 - 23 mm, „piórkowate”
skrzela na grzbiecie / Ephemera sp.
Okrągłe larwy, 5 - 9,5 mm, o 7 parach „jajowatych”
płatów skrzelowych, częściowo podwójnych,
środkowa nitka ogonowa krótsza
Pozozstałe larwy tylko jako pomoc w decyzji za KJ
II, do ustalenia wartości granicznej pomiędzy II + II
- III.
1,0
1,0
1,5
1,6
1,6
1,7
2,0
2,0
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SUMA POŚREDNIA: WC:......... / SP:..........
Biologiczna ocena jakości wód
Formularz ewidencji i oceny badań
dla makroskopowo - biologicznych badań wód płynących metodą Meyera
-- Strona 3 --
JEDNOSTKOWA WARTOŚĆ SAPROBIONTYCZNA (JWS), LICZBA (L), WARTOŚĆ CZĘSTOŚCI
(WC), SUMA POJEDYNCZA (SP), CZĘSTOŚĆ CAŁKOWITA (CC), CAŁKOWITY WSKAŹNIK
SAPROBIONTYCZNY (CWS), KLASA JAKOŚCI (KJ)
( ) zakreślić
WYŻSZE JEDNOST-
KI TAKSONOMICZ-
NE
ORGANIZMY WSKAŹNIKOWE
(JWS)
( )
(L)
(WC)
(SP)
LARWY WIDELNI-
COWATYCH
(PLECOPTERA)
Duże larwy > 16 mm (bez nit. og.) kolorowo ubar-
wione, skrzela w obszarze tułowiowym / rodz.
Perlidae
Duże larwy > 16 mm (bez nit. og.) bez skrzeli /
rodz. Perlodidae
Mniejsze larwy > 16 mm (bez nit. og.), zazwyczaj
12 mm, stwierdzalny tylko jeden gat. / Leuctra sp.
Mniejsze larwy > 16 mm (bez nit. og.), różne gat.
Małe larwy < 12 mm (licz. bez nit. og.), z jajowa-
tymi liniami brzegowymi pochewek na skrzydła /
Chloroperla
Małe larwy < 12 mm (bez nit. og.), przysadzista
forma, jednorod. brązowe, z 6 „rurkowatymi”
skrzelami szyjnymi / Protonemura sp.
1,3
1,3
1,5
1,4
1,0
1,0
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
LARWY CHRUŚCI-
KÓW
(TRICHOPTERA)
Larwy w osłonkach jak „stosik kamyków”, < 10
mm / Agapetus sp.
Larwy w zgiętych, cienkościennych i gładkich
osłonkach z piasku, nie dłuższe > 15 mm kokony /
Sericostoma sp.
Larwy w rurkowatych kokonach z piasku z
bocznymi kamykami obciążeniowymi,
a) mającymi szerokość kokonu / Silo sp.
b) węższymi lub szerszymi od kokonu / Lithax i
Goera
każdy
Larwy bez osłonki, co najwyżej w osnujkach bez
skrzeli na odwłoku, tylko w biotopach strumien-
nych / Plectocnemia
Larwy bez osłonek, ze skrzelami na odwłoku,
a) tylko 1 segment tułowiowy chitynowany u góry /
Rhyacophila
b) wszystkie 3 segmenty tułowia pokryte u góry
chityną / Hydropsyche
Pozostałe larwy chruścików z osłonkami
1,0
1,2
1,5
1,2
1,4
2,0
2,0
( )
-
-
-
MUCHÓWKI
(DIPTERA)
Larwy lwinki / Stratiomys sp.
Czerwone larwy ochotków / Chironomus sp.
/ Eristalis sp
3,0
3,6
3,8
( )
( )
( )
-
-
-
-
-
-
-
-
-
SUMA POŚREDNIA: WC:......... / SP:..........
OCENA
SUMA CAŁKOWITA SUM POJEDYNCZYCH
CZĘSTOŚĆ C AŁKOWITA
= WSKAŹNIK SAPROBIONTYCZNY
Bezpośrednio ze wskaźnika saprobiontycznego możemy ustalić klasę jakości (Tabela 6)
Przykład: SUMA
CAŁKOWITA:
48,5
CZĘSTOŚĆ CAŁKOWITA: 14
⇒ WSKAŹNIK SAPROBIONTYCZNY: 48,5 : 14 = 3,46
⇒ KLASA JAKOŚCI III - IV
Biologiczna ocena jakości wód
6.4.3 LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 1: WIRKI / TURBELLARIA
Dla celów badań znaczenie ma tylko grupa Tricladida (a ogólniej: Planarie). Są one
wskaźnikami klas jakości od I do II.
Opis:
Ciało wydłużone, z tyłu zwężone, na spłaszczonym końcu rozpoznawalna główka,
wiele lub dwoje oczu; strona brzuszna leży całkowicie na podłożu, kolor: ciemny
(szary, brązowy, czarny)
Poruszanie:
równomierny, spokojny ruch, przy czym cała dolna strona przesuwa się po podłożu
(pijawki natomiast: pdobnie do działania mięśni, poprzez naprzemienne zwalnianie
przedniej wzgl. tylnej ssawki).
Planarie obracają się podobnie jak korkociąg, jeśli podczas badania przewrócimy je
na grzbiet.
Występowanie: w miejscach niedostępnych dla światła: pod kamieniami, gałęziami,
liśćmi. Zauważalne zazwyczaj jako małe, „pozbawione życia”, galaretowate bryłki,
poruszające się w przypadku dotknięcia.
„Prototyp”
planarii
Wirek wielooki / Polycelis felina
Cechy charakterystyczne:
wielkość 18 mm; różnie ubarwiony; ramiona w kształcie szydła na rogach krawędzi
czołowej; na obrzeżach szyi i czoła wiele okrągłych oczu.
Występowanie:
w źródłach i strumieniach o niezmiennie niskich temperaturach.
Wartość saprobiontyczna: 1,5
Pozostałe wirki
Za wyjątkiem wirka alpejskiego / Crenobia alpina (do 16 mm), występującego w
zimnych, czystych strumieniach górskich (JWS: 1,0), pozostałe planarie wykazują
wyższą tolerancję na obciążenia (
→przy wysokiej zawartości soli: Dendrocoelum I. i
Planaria t./
→przy silniejszym obciążeniu organicznym: Dugesia I. i Polycelis n.).
Cechy charakterystyczne:
Polycelis nigra: długość do 12 mm;
Planaria torva: długość do 20 mm;
Dugesia lugubris: długość do 20 mm;
Dondrocoelum lacteum (wirek mlecznobiały: długość do 26 mm),
Wartość saprobiontyczna: wszystkie 2,2
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 2: SKĄPOSZCZETY / OLIGOCHAETA
Opis:
Robaki o wydłużonym ciele i najczęściej okrągłym przekroju, bez stopki.
Czerwone rureczniki, Tubificidae (tutaj: Tubifex tubifex)
Występowanie:
najczęściej w dużych koloniach w mule i piasku dennym
zanieczyszczonych wód stojących i płynących; często w
towarzystwie innych czerwonych rureczników; Tubifex ukrywa się
w pionowych, wyłożonych mułem rurkach, przednią częścią ciała
w mule, i zjadając ten muł wykorzystuje bogato dostępne
elementy organiczne, zaś tylna część wystaje wykonując
wahadłowe ruchy w celu poprawienia możliwości poboru tlenu w
zazwyczaj ekstremalnie ubogim w tlen środowisku. Na jednym
metrze kwadratowym może wystąpić kilkaset tysięcy Tubificidów
(
→czerwony nalot na powierzchni mułu). Zaniepokojone, ukrywają
się jednak natychmiast w swoich rurkach.
Cechy charakterystyczne: długość ok. 85 mm, średnica ok. 1 mm; czerwonawe ubarwienie
(przeświecające grzbietowe naczynie krwionośne), ze szczecinkami.
Wartość saprobiontyczna: 3,8
Wskazówki na temat wartości saprobiontycznej:
W wyniku splątania z innymi czerwonymi rurecznikami łatwo może dojść do pomyłki:
→ nieuniknione są przypadki pomylenia z Limnodrilus hoffmeisteri, ponieważ obydwa są opatrzone tą
samą wartością saprobiontyczną.
→ problematyczne są przypadki pomylenia ze Stylodrilusem heringianus, ponieważ ten drugi
występuje w całkowicie innych biocenozach (Klasa jakości I - II). Rozróżnienie metodami
terenowymi nie jest możliwe.
Zalecenia:
→ Jeżeli inne wskaźniki należą w dużej mierze do klas jakości I-II, to nie
należy opierać oceny na czerwonych rurecznikach!
→ Czerwone rureczniki są wciągane do oceny z wartością
saprobiontyczną 3,8, jeżeli czerwone larwy ochotkowatych, ośliczki,
pijawki Erpobdella octoculata i inne są również stwierdzalne, a
zwłaszcza jeśli dostępnych jest tyle samo wskaźników o wartości
saprobiontycznej 2,0 i lepszej. Ma to duże znaczenie właśnie w
ostatnim przypadku, ponieważ inaczej w biotopie o różnych
warunkach tlenowych przeciętna wartość jakości mogłaby zostać
zafałszowana.
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 3: PIJAWKI / HIRUDINEA
Opis: Pijawki posiadają przyssawki.
Schematyczne rysunki ciał już na pierwszy rzut oka uwypuklają różnice
pomiędzy pijawką rybią, odlepką a pijawką Erpobdella octoculata.
inne cechy:
→ Odlepki ani w pozycji spoczynku ani podczas poszukiwań i
przemieszczania się nie wyprężają całkowicie tylnej części ciała. Jest
więc ona bardziej zaokrąglona niż w przypadku innych pijawek.
→ Odlepki zwijają się przestraszone w kulkę (w porównywalnej sytuacji
Erpobdella leży tylko odrobinę zwinięta na dnie)
→ Erpobdella i pijawka rybia wyprężają się całkowicie na całej długości.
→ Pijawka rybia posiada obydwie przyssawki w formie „tarczek”.
Występowanie: płytkie, bogate w roślinność wody, najczęściej pod kamieniami, w zagłębieniach gałęzi
lub pomiędzy liśćmi roślin wodnych, bez szczególnie wysokiego zapotrzebowania na tlen.
Pijawka rybia / Piscicola geometra
Wystepowanie: wody płynące i stojące; na roślinności wodnej
Cechy charakterystyczne: długość do 10 cm; bardzo smukła;
okrągły przekrój; zielonkawo-brązowa; tylna tarcza przylgowa z
jaskrawym rysunkiem, tarcza gębowa z 4 okrężnie ułożonych
oczu.
Wartość saprobiontyczna: 2,0
Odlepka / rodz. Glossiphoniidae
Wielka pijawka ślimakowa (a) może mieć długość 30 mm, zaś mała (b) oraz odlepka dwuoczna (c) po
10 mm każda.
Cechy charakterystyczne: m. in. rozmieszczenie oczu, patrz szkice.
a)
b)
c)
Wartość saprobiontyczna (wspólna dla wszystkich): 2,5
Pijawka okrągła / Erpobdella octoculata
Występowanie: w zanieczyszczonych wodach (m. in. akwenach portowych); może
przejściowo żyć w warunkach beztlenowych
Cechy charakterystyczne:
długość do 60 mm; zazwyczaj brązowa z jaśniejszymi plamkami; często zwija się
ciasno; pływa bardzo dobrze; charakterystyczne ułożenie oczu (patrz szkic).
Wartość saprobiontyczna: 3,0
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 4/1: ŚLIMAKI / GASTROPODA
Występowanie:
Ślimaki występują w obydwu strefach mezosaprobiontycznych. Mają one dość niewielkie wymagania co
do zawartości tlenu w wodzie. Decydującymi czynnikami danego preferendum są rośliny jako podstawa
pożywienia i optymalne ruchy wody. Ślimaki z domkami o dużej powierzchni (Zatoczki i Zagrzebki)
prawie nie występują w biotopach stref prądu, podczas gdy formy o kształcie przystosowanym do linii
prądu znaleźć można na obszarach silnych prądów (Przytulik strumieniowy). W obszarach wód
stojących o wyraźnym bogactwie roślinności znajdujemy cały szereg gatunków, odpowiadających
różnym stopniom obciążenia.
Wskazówka:
Różnica pomiędzy ślimakami lądowymi a wodnymi: ślimaki wodne z oczami u nasady jednej pary
czułek, ślimaki lądowe z dwiema parami czułek i oczami na większej parze czułek (gdyby przypadkowo
znaleziono w wodzie ślimaka lądowego).
Występowanie:
Na łodygach i iliściach roślin jak również na kołkach i kamieniach.
Przytulik strumieniowy / Ancylus fluviatilis
Cechy charakterystyczne:
Długość 4-9 mm, szerokość 3-7 mm, wysokość 2-5 mm; domek spiczasty w kształcie czepka; otwór
jajowaty.
Występowanie:
zazwyczaj w słabo zanieczyszczonych wodach, w obrębie prądów.
Wartość saprobiontyczna: 1,8
Wskazówki dotyczące wartości saprobiontycznej:
Przytulik strumieniowy jest z powodu swych zredukowanych płuc w dużej mierze zdany na oddychanie
skórne, a więc na wody bogate w tlen. Jeśli w silnych prądach wodnych zanieczyszczenia nie są zbyt
duże (tolerancja nawet na klasy jakości II-III), to zawartość tlenu jest jeszcze z reguły wystarczająca.
Wskaźnik saprobiontyczny Meyera przedstawia tutaj wartość kompromisową.
Błotniarka stawowa / Lymnaea stagnalis
Cechy charakterystyczne:
długość 40-60 mm, szerokość 20-30 mm; domek w kolorze rogu, z daleko wyciągniętym spiczastym
skrętem (prawie na tej samej wysokości co otwór muszli), domek skręcony 7-7,5 raza, ostatni obrót
osadzony brzusznie.
Występowanie:
zazwyczaj w lekko zanieczyszczonych wodach.
Wartość saprobiontyczna: 1,9
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 4/2: ŚLIMAKI / GASTROPODA
Zatoczek rogowy / Planorbarius corneus
Cechy charakterystyczne:
domek w kształcie tarczki o twardych ściankach:
średnica muszli 27-30 mm, wysokość 10-14 mm;
5,5 (okrągłych) skrętów, szybko się poszerzających;
barwa od oliwkowej do brązowej.
Pomyłka niemożliwa.
Występowanie:
w Północnej części kraju często, na południu rozproszone;
w wolno płynących wodach z bogactwem świata roślinnego,
częściowo również w wodach stojących,
Wartość saprobiontyczna: 2,0
Zagrzebka pospolita / Bithynia tentaculata
Cechy charakterystyczne:
jajowato-stożkowy, spiczasty domek:
wysokość: 10-12 mm, szerokość: 6-7 mm,
5-5,5 skrętu z wyraźną linią oddzielającą;
otwór spiczasto-owalny o prawie koncentrycznym środku
Można ją pomylić tylko z Bithynia Leachi: ta druga posiada
jednak okrągły otwór muszli i bardzo głębokie bruzdy pomiędzy
skrętami muszli.
Wszystkie pozostałe błotniarki / Lymnaeidae
np. Lymnea peregra f. ovata
→ szkic
Wartość saprobiontyczna: 2,5
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 5: MAŁŻE / BIVALVIA
Małżom przypada w udziale duże znaczenie w procesach samooczyszczania wód. Wyłapują one
znaczną część zawiesin. Zmierzono przy tym wartości sięgające powyżej 40 l wody, jakie jeden małż
jest w stanie odfiltrować w ciągu jednej godziny z wzbudzonego przy pomocy pokrytych rzęskami
skrzeli i płaszcza. Powstałe wydzieliny uchodzą poprzez górne ujście płaszcza i trafiają do mułu
dennego. Elementy organiczne są rozkładane dalej przez mikroorganizmy. Małże są często spotykane
w strefach mezosaprobiontycznych.
Opis:
Małże należą podobnie jak ślimaki do mięczaków. Są one zwierzętami obustronnie symetrycznymi. Nie
posiadają głowy, a ich ciało jest otoczone dwiema muszlami, utrzymywanymi na grzbiecie za pomocą
elastycznego wiązadła i zamykanymi za pomocą niezwykle silnych mięśni zwierających.
Groszówki / pisidium sp. / rodz. Sphaeriidae
Cechy charakterystyczne: bardzo małe, tzn. wielkość niemal zawsze
<10 mm, muszla różnopołówkowa, czubek nie znajduje się pośrodku;
kolor: biało-żółtawy, kolory rogu lub brązowy, niemożliwe pomylenie ze
Sphaerium sp., ponieważ są one większe i mają czubek położony
pośrodku.
Wartość saprobiontyczna: 2,2
Racicznica zmienna / Dreissena polymorpha
Cechy charakterystyczne:
Wysokość 15-18 mm, długość 30-40 mm, szerokość 20-25 mm,
skorupa grubościenna, trójkątna, czółenkowata; kolor żółtoszary z
ciemnobrązowymi falami i liniami zygzakowatymi; spiczasty, silnie
wysunięty czubek na przednich końcach muszel.
Można ją pomylić z Congeria cochleata (forma wód słonawych): jest
ona smuklejsza i nie ma zygzakowatego rysunku.
Wartość saprobiontyczna: 2,2
Skójkowate / rodz. Unionidae
Cechy charakterystyczne:
Wszystkie gatunki z podłużnymi muszlami: dłuższe niż 4 cm
(wyrośnięte osobniki)
Pomyłka: z powodu wielkości niemożliwa,
→ przykładowa forma po
prawej:
Występowanie: w strumieniach, rzekach, jeziorach i stawach.
Wartość saprobiontyczna: 2,0
Groszówkowate / rodz. Sphaeriidae
Cechy charakterystyczne: wielkość ok. 20 mm, czubek muszli pośrodku
(patrz wskazówka); żółtawe lub szarobrązowe (nie należy do nich: S.
lacustre: tutaj czubek rurkowaty i inny wygląd z boku: patrz szkic
porównawczy widoków z boku
→ po lewej: S. lacustre)
Występowanie: wody stojące i wolno płynące, muł.
Wartość saprobiontyczna: 2,5
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 6: SKORUPIAKI / CRUSTACEA tutaj: RÓWNONOGI / ISOPODA i OBUNOGI / AMPHIPODA
Równonogi zasiedlają głównie wody wolno płynące. W przeciwieństwie do obunogów (Gammarida)
nie mają one zbyt dużych wymagań co do zawartości tlenu i wapnia i tolerują także wyższe zawartości
soli. Gammaridy są dostępne licznie przez cały rok i od czasu badań Meijeringa (1982) są traktowane
jako dobry wskaźnik biologiczny.
Ośliczki / Asellus aquaticus
Cechy charakterystyczne: wielkość: 8-12 mm; brudnobrązowe,
jasne plamy, pigmentowane; posiadają oczy
Występowanie: zazwyczaj pomiędzy liśćmi i obumierającymi
roślinami.
Możliwe pomyłki z A. coxalis, co jest jednak wkalkulowane w
wartość saprobiontyczną.
Wartość saprobiontyczna: 3,0
Kiełż zdrojowy / Gammarus fossarum
Cechy charakterystyczne: wygląd jak G. pulex (kiełż pospolity)
→ szkic jest jeden dla obu! cechą jest również występowanie: G.
fossarum sam występuje na wysokości +450 m ponad zero
wodowskazu w Amsterdamie, także z G. pulex.
Występowanie: w czystych, zimnych wodach górskich i w
czystych strumieniach równin.
Wartość saprobiontyczna: 1,3
Kiełż pospolity / Gammarus pulex
Cechy charakterystyczne: wielkość: do 20 mm; kolor:
jasnobrązowy do szarego;
Ruch: przednio-boczny.
Wartość saprobiontyczna: w przypadku występowania w biocenozach o JWS do 1,5: 1,6
we wszystkich innych biocenozach o wyższym JWS: 2,0
Wskazówka dotycząca wartości saprobiontycznej: poniżej wysokości +450 nad zerem wodowskazu w
Amsterdamie występują obydwa gatunki Gammaridów (G. fossarum i G. pulex). G. pulex występuje
poniżej +100 zazwyczaj sam. W biocenozach o wartościach JWS do 1,5 należy przyjąć, że występują
obydwa gatunki Gammarus, co należałoby uwzględnić. Pomyłki: możliwe z G. roeseli, jednak do
uniknięcia przy zwróceniu uwagi na budowę grzbietu (patrz G. roeseli - szkic); mniej prawdopodobne z
G. tingrinus, ponieważ posiada on „tygrysie” ubarwienie. G. tingrinus toleruje również znacznie wyższe
zawartości soli, gdyż stanowi typową formę wód słonawych.
Kiełż rzeczny / Gammarus roeseli
Cechy charakterystyczne: zakładkowe segmenty w tylnej części
grzbietu (
→ patrz szkic). Kolor: zazwyczaj oliwkowo-zielony.
Występowanie: w wodach stojących i wolno płynących, toleruje
minimalną zaw. tlenu 4 mg/l.
Wartość saprobiontyczna: 2,3
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 7/1: LARWY JĘTKI / EPHEMEROPTERA
Larwy jętek są często mylone z larwami widelnic i ważek: różnice można rozpoznać po wyglądzie
odwłoku:
Larwy
jętki
o 3 cerci
Larwy widelnic
Larwy małych ważek
(Wyjątek: Epeorus sp.)
o 2 cerci
o 3 skrzydełkach
boczne
orzęskowanie
bez skrzeli
ogonowych (a nie cerci)
skrzeli (w przyp. form
bez skrzeli
ryjących na wys. grzbietu)
Wszystkie larwy jętek mają relatywnie duże zapotrzebowanie na tlen. Są one wskaźnikami klas jakości
od I do II włącznie. Ze względu na budowę ciała można wyróżnić 4 grupy gatunków. Umożliwia to
wnioski co do ich trybu życia i z reguły także co do typów wód które zasiedlają.
W szybko płynących strumieniach górskich i równinnych znajdujemy „płaskie larwy jętek”: dzięki
spłaszczonej formie ciała są one - przylgnięte do kamieni - chronione przed najsilniejszymi prądami
(szybkości przepływu do 1,3 m/s). Na wyjętych z wody kamieniach można zaobserwować ich
zygzakowate ruchy we wszystkich kierunkach.
W wolno płynących wodach lub w strefie brzegowej wód stojących znajdujemy „ryjące larwy jętek”.
Warunkiem jest piaszczyste lub muliste dno, w którym przy pomocy sztyletowatych żuwaczek i
spłaszczonych kończyn przednich budują kręte korytarzyki. Również w wolno płynących wodach lub w
pozbawionych silnych prądów strefach strumieni znajdujemy w obrębie pasa roślin „pływające
(okrągłe)larwy jętek”. Jako organy umożliwiające pływanie służą pokryte rzęskami cerci. W strefie
dennej różnych wód utrzymują się z kolei gęsto pokryte rzęskami, często pokryte mułem (przez co
trudne do zauważenia) „pełzające larwy jętek”.
Płaskie larwy jętek
Epeorus sylvicola: płaskie larwy o tylko 2 cerci (brakuje
środkowego); brak ruchów własnych płatów skrzelowych, oczy po
górnej stronie głowy.
Występowanie: w szybko płynących, zimnych strumieniach górskich.
Wartość saprobiontyczna: 1,0
Rhithrogena sp.: płaskie larwy o 3 cerci; brak ruchów własnych
płatów skrzelowych; oczy na górnej części głowy; silnie powiększona
pierwsza para płatów skrzelowych na dolnej części brzucha oraz
jasne znamiona z ciemnym punktem na każdej kończynie
→ szkice
Występowanie: szybko płynące strumienie górskie, rzadko równinne
Wartość saprobiontyczna: 1,0
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 7/2: LARWY JĘTKI / EPHEMEROPTERA
Płaskie larwy jętek (kontynuacja):
Ecdyonurus sp.
Cechy charakterystyczne: płaskie larwy z oczami w górnej części
głowy; żółtobrązowe do ciemnoszarych, czasami brązowe z
jaśniejszymi przebarwieniami; płaty skrzelowe bardziej jajowate.
Stwierdzalne ruchy własne płatów skrzelowych; przód odwłoku
wydłużony w tylnych rogach płytkowato wzdłuż boków środkowego
odwłoku
→ szkic
Występowanie: często w strumieniach górskich, rzadziej w dolnym
biegu wód średnich.
Wartość saprobiontyczna: 1,5
Pełzające larwy jętek
Ephemerella sp.
Cechy charakterystyczne: wielkość 6-11 mm; żółtobrązowe; oczy
skierowane na boki; 5 par skrzeli tchawkowych na górnej stronie
odwłoku, nakładających się dachówkowo na siebie, 5. wzgl. 4. para
jest przy tym przykryta przez pozostałe
→ szkic 2a (dla typu 2).
Szkice 1-3 ukazują różne typy.
Występowanie: najczęściej w strumieniach górskich,
E. major (1; forma bardzo zaokrąglona) z reguły przykryta
cząsteczkami mułu i nierzucająca się w oczy.
Wartość saprobiontyczna: 1,6
Wskazówka dotycząca wartości saprobiontycznej: jest to mieszana
wartość dla całej rodziny (częściowo b. różne wartości
saprobiontyczne, ale bardzo trudna ocena w warunkach
terenowych).
Okrągłe larwy jętek:
Habrophlebia sp.
Cechy charakterystyczne: wielkość: 5-6 mm; brązowe; 7
„drzewkowatych” (nie płatowych) par skrzeli.
Występowanie: wolno płynące wody
Wartość saprobiontyczna: 1,6
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 7/3: LARWY JĘTKI / EPHEMEROPTERA
Okrągłe larwy jętki (kontynuacja)
Rodz. Baetidae
Cechy charakterystyczne: wielkość: 5-10 mm; 7 par płatów
skrzelowych na odwłoku (podwójne: rys. 1lub pojedyncze: rys. 2);
położenie głowy pionowe w stosunku do ciała (podobne do
szarańczaków); zewnętrzne cerci pokryte rzęskami tylko po
wewnętrznej stronie.
Występowanie: w wodach stojących jak i w wolno płynących.
Wartość saprobiontyczna: 2,0
Wskazówka dotycząca wartości saprobiontycznej:
W strumieniach górskich do poniżej +200 m nad zerem wodowskazu
w Amsterdamie z innymi wskaźnikami do 1. klasy jakości są liczone z
JWS = 1,5.
Ryjące larwy jętki
Ephemera sp.
Cechy charakterystyczne: wielkość: 15-23 mm; żółtawe; 7 par skrzeli
tchawkowych na grzbiecie odwłoku: dwugałęziowe, piórkowate
skrzydełka (nierozpoznawalne na szkicu - patrz Engelhardt); różnice
w górnej części ciała pomiędzy E. vulgata (
→ szkic a), a E. danica
(
→ szkic b) przedstawiono tutaj tylko dla szczególnie
zainteresowanych.
Występowanie: strefy brzegowe strumieni średnich gór i równin,
jeziora.
Wartość saprobiontyczna: 1,7
Pozostałe larwy jętek
→ tylko jako pomoc w podjęciu decyzji co do II klasy jakości, jeśli bez nich ustalono wartość graniczną
pomiędzy II a II-III, wówczas:
Wartość saprobiontyczna: 2,0
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 8: WIDELNICE / PLECOPTERA
Larwy widelnicy mają zawsze 2 cerci. Różnice w tym kryterium oceny w sto-
sunku do jętek i larw małych ważek przedstawiliśmy na arkuszu 7/1. Widel-
nice można jednak pomylić z larwami jętek Epeorus sp., które również po-
siadają tylko 2 cerci, ale jednocześnie mają umieszczone po bokach
odwłoku części ciała skrzela (
→ szkic). Widelnice mają duże zapotrze-
bowanie na tlen i dlatego występują prawie wyłącznie w szybko płynących,
w dużej mierze nieobciążonych wodach. Na zanieczyszczenia reagują
bardzo wrażliwie. Są prawie bez wyjątku wskaźnikami I i I-II klasy jakości.
Występowanie: Głównie pod kamieniami lub w miejscach osłoniętych przez
kamienie przed prądem, pomiędzy zanurzonymi liśćmi i gałęziami wzgl. na
roślinach i na poduszkach mchu.
Odżywianie: młode larwy pożerają Detritus w pozostałych przypadkach roś-
linożercy (mniejsze formy) i drapieżnicy.
Duże larwy > 16 mm (liczone bez cerci), jaskrawo ubarwione; skrze-
la na odwłoku
→
rodz. Perlidae (przedstawiciel Perla sp., Perla mar-
ginata i Dinocras sp. tutaj o wskaźniku mieszanym 1,3; szkic przed-
stawia jako przykład Perla sp.)
Występowanie: wszystkie w strumieniach i górnym biegu rzek gór.
Wartość saprobiontyczna: 1,3
Duże larwy > 16 mm (liczone bez cerci), ciało nieco spłaszczone i
zabarwione żółto-ciemnobrązowo: obdarzone jaskrawym rysunkiem
na głowie bez skrzeli
→ Rodz. Perlodidae
Występowanie: w źródłach, zimnych strumieniach lub rzekach
średnich i wysokich gór, częściowo również na równinach.
Wartość saprobiontyczna: 1,3
Mniejsze larwy < 16 mm (liczone bez cerci); zazwyczaj < 12 mm, stwierdzalny tylko 1 gatunek, bardzo
mały, ciało o długości 5-12 mm, kolor: od równomiernie żółtego po jasnobrązowy, ze skierowanymi
równolegle do tyłu pokrywami skrzydełek: Leuctra sp. (tutaj nie przedstawiona na rys.)
Wartość saprobiontyczna: 1,5
Mniejsze larwy < 16 mm (liczone bez cerci), zazwyczaj < 12 mm,
stwierdzalne wiele gatunków.
Wartość saprobiontyczna: 1,4 każdy
Małe larwy < 12 mm (liczone bez cerci), z jajowatymi liniami brzegowymi
pokrywek skrzydeł; żółtawe; larwa bez skrzeli. Występowanie: strumienie i
rzeki alpejskie i średnich gór
→ Chloroperla sp.
Wartość saprobiontyczna: 1,0
Małe larwy < 12 mm (liczone bez cerci), forma grubsza, jednorodnie brązo-
wa, 6 wężykowatych skrzeli szyjnych
→ szkic → Protonemura sp.
Występowanie: źródła i strumienie gór niskich i średnich, na równinach
prawie brak. Wartość saprobiontyczna: 1,0
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 9/1: LARWY CHRUŚCIKA / TRICHOPTERA
Ze względu na wygląd i tryb życia wyróżniamy dwie podstawowe formy:
Larwy nie-campodeakształtne (A)
(gąsienicokształtne, eruciform)
Larwy campodeakształtne (B)
Dłuższa oś głowy tworzy z osią ciała kąt prosty
dłuższa oś głowy tworzy z osią ciała prostą
Wiele form z linią boczną
bez linii bocznej
Skrzela w pojedynczej lub wielu nitkach i
szeregach (szeregi grzbietowe, brzuszne,boczne)
Skrzela nie ukształtowane w ten sposób
często garb na pierwszym segmencie odwłoku brak
garbów
wszystkie z transportowalnym domkiem
tylko niektóre posiadają domki, a jeśli już, to
zazwyczaj niemożliwe do przenoszenia
roślinożercy często drapieżnicy
z reguły w wodach szybkopłynących wody
stojące i wolno płynące
wskaźniki klas jakości I-II i II
wskaźniki klas jakości I i I-II
Larwy w domkach, wyglądających jak stosiki kamyczków o długości < 10
mm, szerokości ok. 4-5 mm, wysokości ok. 3 mm; domki na wpół
elipsoidalne, zgięta część górna (A) z grubszego materiału, płaska lub
zawinięta do wewnątrz część dolna (B) pokryta małymi kamyczkami i
opatrzona dwoma otworami: na głowę i przednie odnóża oraz na pazurki
dosuwające.
Występowanie: szybko płynące strumienie gór niskich i średnich, rzadziej
na równinach.
Wartość saprobiontyczna: 1,0
Larwy w zgiętych, cienkościennych, gładkich domkach z piasku; patrz rys.
→ domki o
długości nie > 15 mm, szer. 2-3 mm; w kształcie rogu; tylny koniec z okrągłym otworem
w błonie wydzielniczej; larwa nie-campodeakształtna i z ciemną główką; środek tułowia
u góry pokryty skórą z kilkoma plamkami chityny.
Występowanie: strumienie gór niskich i średnich lub szybko płynące strumienie równin
Pomyłka: możliwa z Notidobia: ta druga - długość do 18 mm (
→ wskaźnik saprobion-
tyczny 1,5). Wartość saprobiontyczna: 1,2
Larwy w formie rurkowatych ziaren piasku z bocznymi kamykami
obciążeniowymi, o szerokości +/- domku (por. z Lithax i Goera);
długość 10-12 mm, szer. 2-3 mm (bez kamyków obciążeniowych);
larwy nie-campodeakształtne; głowa i tułów brunatne, poza tym
czarnobrązowe.
Występowanie: szybko płynące strumienie gór i równin.
Pomyłki: możliwe z Lithax i Goera (patrz rys.)
Wartość saprobiontyczna: 1,2
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 9/2: CHRUŚCIKI / TRICHOPTERA
Larwy w rurkowatych domkach z piasku z bocznymi kamykami obciążeniowymi, które albo są dużo
mniejsze (Lithax) albo dużo szersze (Goera) od domku (rys. pod Silo sp.); larwy nie-
campodeakształtne; kolor głowy i części grzbietowej u Goera pilosa żółtobrązowy, u Lithax czarny, u
Silo sp. brunatno-czarnobrązowy.
Występowanie: Goera pilosa: strumienie równin i strefa brzegowa jezior. Lithax obscurus: szybko
płynące strumienie, głównie na równinach
Wartość saprobiontyczna: obydwa 1,5
Larwy bez domków, co najwyżej w owijce, campodeakształtne o
długości do 22 mm i szerokości 3,5 mm, pozbawione skrzeli;
głowa i pierwszy segment tułowia chitynowane, zazwyczaj z
punktowym rysunkiem; odnóża pokryte długą szczeciną (nie u P.
montanus); dosuwki są podobne do odnóży i oszczecinione;
Występowanie: strumienie gór niskich i średnich lub w górnym
biegu równinnych wód płynących.
Możliwe pomyłki: dlatego wykorzystywać jako wskaźnik jakości
wód, jeśli znajdziemy go nie w obszarach wód stojących, kanałów
i dolnym i średnim biegu wód płynących. Biotop jest tu
jednoznacznym czynnikiem oceny!
Wartość saprobiontyczna: 1,2
Larwy bez domków, campodeakształtne, długość do 25 mm, szer.
3,5 mm; relatywnie mała jajowata głowa; larwa porusza się wolno
(bez owijki) z krzaczastymi skrzelami na odwłoku; tylko jeden
segment tułowia chitynowany.
Występowanie: strumienie górskie i wyżynne oraz szybko płynące
strumienie równin.
Pomyłka: ew. z larwami z rodz. Hydropsychidae, (u nich wszystkie
3 segmenty tułowia są u góry chitynowane).
Wartość saprobiontyczna: 1,4
Larwy bez domków, trwale zamocowane na np. kamieniach za
pomocą owijek; campodeakształtne; długość do 20 mm,
wszystkie 3 segmenty tułowia są u góry chitynowane, zazwyczaj
szarobrązowe; rozgałęzione krzaczaste skrzela; na tarczy główki
jasne (żółte) znamiona.
Występowanie: zazwyczaj szybko płynące wody równin i gór
Wartość saprobiontyczna 2,0
Pozostałe larwy chruścików z domkami: z powodu mnogości innych form i problemów z ich
określeniem wydaje się praktyczne, w celu upewnienia się w decyzji co do II klasy jakości przy wartości
granicznej pomiędzy II a II-III przyjąć JWS = 2,0, ponieważ nie istnieją larwy chruścików o JWS gorszej
niż 2,0.
Wartość saprobiontyczna: 2,0
Biologiczna ocena jakości wód
LISTA EWIDENCYJNO OPISOWA ORGANIZMÓW
WSKAŹNIKOWYCH
Arkusz 10: DWUSKRZYDŁE / DIPTERA
Istnieje niewiarygodnie duża liczba dwuskrzydłych (muchówek). Znajdują się one we wszystkich
biotopach wód różnych klas jakości. Przykładowo w samej tylko rodzinie Chironomidae (larwy
ochotkowatych) - liczącej ok. 1000 gatunków, a więc chyba najliczniejszej pod względem ilości
gatunków grupy owadów Europy środkowej - mamy przedstawicieli wszystkich typów wód, od
strumienia górskiego aż po kanał ściekowy. Jest jednak relatywnie mało form, nadających się dla
naszych celów jako organizmy wskaźnikowe. Spełniają one wprawdzie istotne wymagania stawiane
wskaźnikom, są jednak w związku z makroskopową metodologią terenową słabo lub w ogóle
niemożliwe do zidentyfikowania. Prócz tego w większości przypadków do określenia gatunku potrzebna
jest zarówno larwa jak i poczwarka i imago.
Larwy Lwinki / Stratiomys sp.
Cechy charakterystyczne:
Larwy mają długość ok. 40-50 mm; kolor szarozielony; można je również
rozpoznać po rozciągniętym segmencie odwłoku (podobnym do tchawki) z
kręgiem szczecinek na końcu, za pomocą którego larwy mogą zwisać u
lustra wody.
Występowanie: wody wolno płynące lub stojące, w gęstym gąszczu
glonów; często w wodach zawierających sole.
wartość saprobiontyczna: 3,0
Czerwone larwy ochotka / Chironomus thummi wzgl. Ch. plumosus -
grupa,
Cechy charakterystyczne:
Larwy o długości ok. 10-20 mm, mała główka, 12
cylindrycznych segmentów; na pierwszym segmencie para
stopek, na przedostatnim segmencie dwie pary dłuższych
zaczepów (Tubuli), na ostatnim segmencie para dosuwek;
wokół odbytu brodawki analne; ciało zabarwione na
czerwono dzięki hemoglobinie;
Występowanie: w górnej warstwie mułu silnie obciążonych
wód płynących i kanałów ściekowych, aż do powyżej 3000
osobników na m
2
.
Pomyłki: pomiędzy obydwiema grupami możliwe, jednak
bez znaczenia, ponieważ obydwie formy przewodnie należą
do IV klasy jakości.
Wartość saprobiontyczna: 3,6 (tylko jeśli obecne są
Tubuli)
Larwy gnojki / Eristalis sp.
Cechy charakterystyczne: larwy o dł. 20 mm, gruby habitus; białoszare,
brodawki ruchowe po dolnej stronie; 3-częściowa, teleskopowa rurka
oddechowa o dł. ok. 35 mm.
Występowanie: stojące lub słabo płynące wody bogate w substancje
odżywcze, kanały ściekowe, doły na gnojówkę i szamba.
Wartość saprobiontyczna: 4,0
Biologiczna ocena jakości wód
6.5 Wyposażenie walizki z zestawem do ba-
dań
Walizka do dokonywania analiz została zaprojek-
towana na potrzeby pracy większej grupy badaw-
czej (do wielkości klasy). Powstające podczas
badań zadania szczegółowe wymagają procedur
podziału pracy: podczas gdy kilku uczestników
przesiewa wodę wzgl. pas zieleni w strefie
brzegowej, inni szukają m. in. kamieni, liści lub
zanurzonych w wodzie gałęzi w poszukiwaniu
organizmów, a jeszcze inni oznaczają już
pierwsze znalezione zwierzęta, mierzą tempera-
turę wody wzgl. pobierają dane wejściowe do
formularzy protokołu ewidencji i oceny badań.
Walizka zawiera dla różnych zadań następujące
urządzenia i materiały badawcze:
Zawartość walizki ekologicznej do biologicz-
nych badań wód 30834.88
Sito, d = 160 mm, drobne oczka 65854.00 6
Siatka do połowu owadów wod- 64576.00 1
nych
Wanienka 150x150x65 mm
33928.00 6
Szczypczyki, 100 mm, zgięte, 64608.00
6
ostre
Pędzelek z włosia, cienki
64702.00 4
Pędzelek, twardy
40979.00 2
Pipeta z kapturkiem gumowym
64701.00 10
Szalka, PS, 85x85x7 mm, 12 z
45019.01 1
Lupa, mała 64599.00
6
Lupa, duża 64600.00
6
Probówki z zaskakującym wiecz- 33621.03 1
kiem 23 ml, 10 sztuk
Probówki z zaskakującym wiecz- 33623.03 1
kiem 60 ml, 10 sztuk
Szalki Petriego, PS, d = 9 cm, 6 z 64709.03 1
Suwmiarka, z tworzywa szt.
03011.00 1
Linijka, l = 20 cm, z tworzywa szt. 09937.01 2
Podręcznik Biologiczna ocena ja-
kości wód
30834.01 1
7. WYKORZYSTANIE KOMPUTERA DO LIM-
NOLOGICZNYCH I BIOLOGICZNO - ŚCIE-
KOWYCH BADAŃ I OCHRONY WÓD
Istnieje już wydane w Niemczech przez FWU
(Instytut ds Filmów w Nauce i Edukacji) i
rozpowszechniane na zasadach udzielania
licencji oprogramowanie zatytułowane „Atlas śro-
dowiska wodnego - wspieranie komputerowe w
nauce o środowisku; 1992”. Program oferuje m.
in. część informacyjną (teksty, grafiki) na temat
wód płynących jak również systemy poboru da-
nych i obliczeniowy do ustalania klas jakości wód
płynących metodami fizyko-chemiczną (system
BACH i G.R.E.E.N.) oraz biologiczną (system
saprobiontyczny wg Xylandera / Wassmanna).
Oprogramowanie to współpracuje z systemem
operacyjnym Windows 95 i zawiera poszerzony
system informacyjny na temat biologicznych
badań wody i zintegrowaną metodę MEYERA
biologicznej oceny jakości wód.
Poza tym regionalne i lokalne instytucje oferują
całą gamę innych programów na PC (m. in. BICI
wydane przez ZSU-Hamburg), nadających się do
poboru danych i dokonywania obliczeń przy
ustalaniu jakości wód.
Dodatkowe informacje na temat możliwości ich
wykorzystania - w szczególności jako środka ko-
munikacyjnego ponad granicami regionów i
państw, znajdą Państwo u Prigge, 1994.
8. PRAKTYCZNA WALIZKA PHYWE 30832.88
DO FIZYKO-CHEMICZNYCH BADAŃ WÓD
PŁYNĄCYCH
Godne polecenia jest dokonywanie podczas ba-
dań wód pomiaru nie tylko parametrów biologicz-
nych ale i fizyko-chemicznych, aby w wyniku
zestawienia rezultatów badań uzyskać jeszcze
pewniejsze wyniki.
Wypróbowany dla celów dydaktycznych sposób
postępowania zgodny z metodami BACH i
G.R.E.E.N. znajdą Państwo w podręczniku
dołączanym do walizki doświadczalnej PHYWE
30832.88. (Graffitti, 1994). Zaś program FWU
„Atlas środowiska wodnego” może również przyj-
mować i przetwarzać dane fizyko-chemiczne.
Biologiczna ocena jakości wód
BIBLIOGRAFIA
ABC-Biologii, Alfabetyczny leksykon dla badaczy
i miłośników natury, wyd. Dietrich, G. m. in. Lipsk,
Verlag Harri Deutsch, Frankfurt n. M. i Zurich
Urząd budowlany - Wydział Gospodarki Wodnej
wolnego i hanzeatyckiego miasta Hamburg: Pa-
tronaty nad rzekami - podstawowe wiadomości -
działania - przykłady, 1992
Baur, W.: Określanie i ocena jakości wód, Paul
Parey Verlag, Hamburg i Berlin, 1980
Urząd ds Edukacji, Młodzieży i Kształcenia Za-
wodowego, wolne i hanzeatyckie miasto Ham-
burg, nieopublikowany projekt planu ramowego
„Nauki o środowisku”, Hamburg, 1996
Bernerth, H., Tobias, W.: Dolny Men, ekologiczny
portret rzeki. Mała seria Senckenberg Nr 10,
Frankfurt n. M., 1979
Besch, W.K.: Biologiczna klasyfikacja jakościowa
wód płynących, w: Limnologia w praktyce - pod-
stawy ochrony wód, ecomed - Verlagsgesell-
schaft, Landsberg, Monachium, 1984
Brehm, J. i Meijering, M.P.D.: Nauka o wodach
płynących, w: Biologiczne zeszyty robocze 36,
Quelle i Meyer, Heidelberg, 1982
Bringmann, G.: Mikrobiologiczne samooczysz-
czanie wody i jego zakłócenia, w: Podręcznik
chemii artykułów spożywczych, T. VIII/1 i T VIII/2:
Woda i powietrze, Springer-Verlag, Berlin, 1969
Brucker, G. m. in.: Techniki biologiczno-ekolo-
giczne, Biologiczne zeszyty robocze, Quelle i
Meyer, Heidelberg-Wiesbaden, 1995
Butkay, M.: W poszukiwaniu mikroorganizmów w
nowo powstałych bajorach leśnych ALG w Bock-
merholz, ALG - raport o wodach 3/92 i 4/92
DIN 1990: Niemieckie, ujednolicone procedury
badań wód, ścieków i mułu: DIN 38410 Część 2:
Określanie wskaźnika saprobiontycznego (M2),
październik 1990
Engelhardt, W.: Co żyje w bajorach, strumieniach
i stawach, w: Kosmos - przewodnik po naturze,
Franckh’sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1985
Raport o jakości wód, w: Hamburskie raporty
przyrodnicze 48/94, wydawca: Urząd ds. Środo-
wiska Wolnego i Hanzeatyckiego Miasta
Hamburg, 1994
Graffitti, R.: Badania wód płynących metodami
BACHA i G.R.E.E.N. - podręcznik korzystania z
walizki do fizykochemicznych badań wód
PHYWE, Nr - zamów. 30832.01 PHYWE-Syste-
me Göttingen, 1994
Hafner, L. i Phillip, E.: Materiały do ekologii dla
zajęć biologicznych, Schroedel-Verlag, Hanno-
ver, 1986
Hamm, A.: Nomogram do określania klas jakości
wód płynących, Badania wód i ścieków 5, 1-3,
1968
Hütter, L.A.: Woda i jej badania, w: Podręcznik
laboratoryjny Chemia, Diesterweg - Salle,
Frankfurt n. M., Berlin, Monachium / Sauerländer,
Aarau, Frankfurt n. M., Salzburg, 1984
Hütter, L.A.: Woda i jej badania, wydanie 4.,
Salle i Sauerländer, 1990
Klautke, Siegfried: Zielenice jako wskaźniki biolo-
giczne jakości wód, w: Lekcja biologii, Zeszyt
131, 1/1988, Friedrich-Verlag, Velber
Klee, O.: Hydrobiologia; Wprowadzenie do pod-
staw: Kryteria oceny wody pitnej i ścieków. Deut-
sche Verlagsanstalt, Stuttgart, 1970
Klee, O.: Hydrobiologia stosowana - woda pitna -
ścieki - ochrona wód, georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart-New York, 1991
Kolkwitz, R. i Marsson, M.: Podstawy biologicznej
oceny wody na podstawie jej fauny i flory, Mitt. K.
Prüfanstalt Wasserversorgung Abwasserbes.
Berlin-Dahlem 1, 1902
Kolkwitz, R. i Marsson, M.: Ekologia saprobion-
tów roślinnych, Raport Niem. Tow. Bot 26, 1908
Biologiczna ocena jakości wód
Kolkwitz, R. i Marsson, M.: Ekologia saprobion-
tów zwierzęcych. Int. Revue Ges. Hydrobiologie
2, 1909
Kolkwitz, R.: Ekologia saprobiontów. Seria skryp-
tów Zrzeszenia Higieny wód, gruntów i powiet-
rza, Berlin-Dahlem, 4, 1950.
Kull, U., Knodel, H.: Ekologia i ochrona środo-
wiska, w: Seria studiów Biologia tom 4,
J.B. Metzler-Verlag, Stuttgart, 1974/75
Lange-Bertalot, H.: Okrzemki - gatunki różnicowe
zamiast form przewodnich: odpowiednie kryter-
ium obciążenia wód. Archiv Hydrobiol Suppl. 5
(Algological Studies, 393-427), 1978
LAWA (Międzylandowy Zespół Roboczy ds.
Wód): Karta jakości wód Republiki Federalnej
Niemiec, Stuttgart, 1980
LAWA (Międzylandowy Zespół Roboczy ds.
Wód): Karta jakości wód Republiki Federalnej
Niemiec, Monachium, 1985
LAWA (Międzylandowy Zespół Roboczy ds.
Wód): Karta jakości wód Republiki Federalnej
Niemiec, 1990, Grothus Verlag, Kassel
Leithe, W.: Analiza zanieczyszczeń organicz. w
wodach pitnych, użytkowych i ściekach. Wissen-
schaftliche Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1975
Liebmann, H.: Podręcznik biologii wód i ścieków,
Tom 1, 2. wydanie, VEB Gustav Fischer Verlag,
Jena, 1962
Liebmann, H.: Ocena jakości wody na podstawie
znalezisk biologicznych. Zeszyty monachijskie
Biologia ścieków, rybołówstwa i rzek, T. 15, 9-11,
1969
Lammert, F.-D.: Biowskaźniki, w: Lekcja biologii,
zeszyt 131, 1/1988, Friedrich-Verlag, Velber
Meijering, M.P.D. i Pieper, H.G.: Znaczenie
wskaźnika gatunku Gammarus w wodach płyną-
cych, Dechenania Zeszyty dod. 26, 111-113,
1982
Meyer, Detlef: Makroskopowo-biologiczne meto-
dy terenowe oceny wód płynących, wyd. ALG i
BUND, Hannover, 1990
Meyer, D. i Schmidt, D.: Porównanie wskaźnika
saprobiontycznego: wskaźnik chemiczny, w:
Dekada w służbie ochrony wód, Raport o stanie
wód ALG, Hannover 1987
Meyer, D.: Czy wskaźnik saprobiontyczny wg
MEYERa koreluje ze stopniem troficzności?, w:
Raport o stanie wód ALG 1-4/96, Hannover
Meyer, D.: Zestawienie stopni troficznych, dane
dla autora, 11-95
Meyer, D.: Osobisty raport w listopadzie 1996
Miegel, H.: Podręcznik laboratorium biologicz-
nego: Limnologia praktyczna, Diesterweg Salle
Sauerländer, Frankfurt n. M., 1981
OECD: Limnologia w praktyce, Podstawy
ochrony wód, ecomed verlagsgesellschaft mbh,
Landsberg/Lech, 1984
Pott, R.: Ciągi roślinności różnych typów wód pół-
nocnych Niemiec i ich zależność od zaw. subst.
odżywczych w wodzie, w: Publikacja Zespołu
Roboczego ds. Biologiczno-Ekologicznych
Badań Kraju (ABÖL), Nr 52, Münster, 1983
Prigge, S.: Wody w dzielnicy - podstawy zinteg-
rowanej nauki o środowisku / Projekt G.R.E.E.N.,
wyd. wolne i hanzeatyckie miasto Hamburg,
Urząd ds. Edukacji, Młodzieży i Kształcenia
Zawodowego, 1994
Rachor, E.: Gatunki wskaźników obciążenia
środowiska morskiego. Dechenania, Zeszyty
dod. 26, 128-137, 1982
Roch, K.: Urząd ds. Środowiska wolnego i han-
zeatyckiego miasta Hamburg; ustne informacje
od odnośnego referenta ds. badań i ochrony
wód, 23.8.95
Roch, K.: Urząd ds. Środowiska wolnego i han-
zeatyckiego miasta Hamburg; ustne informacje
od odnośnego referenta ds. badań i ochrony
wód, 11/95
Schuster, M.: Ekologia i ochrona środowiska, w:
bsv-Biologia, Monachium, 1981
Biologiczna ocena jakości wód
Streble, H., Krauter, D.: Życie w kropli wody - mi-
kroflora i mikrofauna wód słodkich, w: Kosmos -
przewodnik po naturze, Franckh’sche Verlags-
handlung, Stuttgart, 1982
Atlas środowiska wodnego - wspieranie kompu-
terowe nauki o środowisku, FWU Institut für Film
und Bild in Wissenschaft und Unterricht
gemeinnützige GmbH, podręcznik użytkownika,
1992
Xylander, W. i Naglschmid, F.: Obserwacja i
ochrona wód, Verlag Stephanie Naglschmid,
Stuttgart, 1985
Zelinka, M. i Marvan, P.: Próba sprecyzowania
biologicznej klasyfikacji czystości wód płynących,
Arch. Hydrobiol. 57, 389-407, 1961
ZSU (Centrum Nauczania Biologii i Nauki o
Środowisku) 22609 Hamburg, Hemmingstedter
Weg 142
Biologiczna ocena jakości wód
Notatki