Żaneta Sala
Żaneta Sala
Wskaźniki biologiczne stosowane w
monitoringu wód dawniej stosowane były
przede wszystkim do określania warunków
sanitarnych - np. miano Coli, wskaźnik
saprobowości, indeks saprobów, BZT.
Dla celów naukowych (np.
paleoekologicznych) naukowcy opracowali
liczne wskaźniki
trofii,
odczynu, zasolenia i
itp., np. współczynniki fitoplanktonowe, polski
indeks biotyczny.
W polskim prawie wskaźniki biologiczne
wyznaczone do oceny stanu ekologicznego to:
ilość chlorofilu a (jako miara obfitości
fitoplanktonu)
wskaźniki okrzemkowe IO oraz OIJ (jako miara
kondycji fitobentosu)
Makrofitowy Indeks Rzeczny (MIR) oraz
Makrofitowy Indeks Stanu Ekologicznego Jezior
(ESMI) (jako miara kondycji makrofitów)
Naturalne wody powierzchniowe, nie zmienione
działalnością człowieka, charakteryzują się na
ogół obecnością licznych organizmów roślinnych
i zwierzęcych. Wynika to ze sprzyjających
warunków, jakie woda stwarza rozwojowi tych
organizmów.
Świat roślin i zwierząt wodnych oraz ich
różnorodność jest ściśle zależna od jakości wód,
dlatego też jest jednym z najlepszych
wskaźników informujących o kondycji
środowiska wodnego
Organizmy roślinne i zwierzęce zasiedlające
rzeki, jeziora i inne zbiorniki wodne – ich skład
gatunkowy, liczebność, struktura – wskazują
stopień degradacji wód, spowodowanej
działalnością człowieka: dopływem
zanieczyszczeń do wód, zmianami w korycie
rzeki itp. Z tego powodu wskaźniki biologiczne
są wykorzystywane do oceny jakości wody.
Biologiczna ocena jakości środowiska wodnego
oparta jest na analizie zmian zachodzących we
florze i faunie rzek i jezior.
Ocena jakości wód opiera się na badaniu:
składu i liczebności drobnych organizmów
roślinnych unoszących się w toni wodnej
(fitoplanktonu)
składu i liczebności glonów i roślin
przytwierdzonych do podłoża (makrofitów –
strzałka wodna, tatarak, grążel żółty) i roślinnych
organizmów przydennych (fitobentosu)
składu i liczebności zwierząt nie posiadających
szkieletu wewnętrznego (bezkręgowców) –
mięczaki, skorupiaki, owady
składu, liczebności i struktury wiekowej ryb
(ichtiofauny)
Miano coli zwane też mianem pałeczek okrężnicy to
najmniejsza objętość wody (w cm), z której w
hodowli powstanie przynajmniej jedna kolonia
Escherichia coli, bakterii z rodzaju Enterobacter,
Citrobacter, lub Klebsiella. Określanie miana coli jest
podstawową metodą oceny, czy woda lub żywność
miały kontakt z odchodamiJeśli w próbce stwierdzi się
ilość bakterii powyżej normy, z dużą pewnością
należy przyjąć że próbka może zawierać szkodliwe,
chorobotwórcze bakterie.
Podstawowe poziomy czystości wody z rzek, stawów,
ścieków[cm]:
0,1 - woda jest niezdrowa
1,0 - woda jest zanieczyszczona (niepewna)
10 - woda jest stosunkowo czysta (możliwa do
użycia)
100 - woda jest dostatecznie czysta
Normy dla wody pitnej:
studziennej > 50 cm
Wodociągowej > 100 cm
Dla wody studziennej, z której zazwyczaj
korzysta tylko jedna rodzina, norma mówi że
po wzięciu do badania 50 cm wody w próbce
nie powinno być bakterii (zabarwienia i gazu).
Woda nadaje się do użytku nawet jeśli
następna próbka zawierająca 100 cm wykaże
już obecność bakterii z grupy coli.
Wskaźnik saprobowości określa poziom
zanieczyszczenia wód martwą materią
organiczną lub produktami jej gnilnego
rozkładu.
Wyróżnia się 4 strefy saprobowe:
polisaprobowe - w najbardziej
zanieczyszczonych wodach
α-mezosaprobowe - w średnio
zanieczyszczonych wodach
β-mezosaprobowe - w średnio
zanieczyszczonych wodach
oligosaprobowe - w najmniej
zanieczyszczonych wodach
Sukcesywny wzrost saprobowosci, powoduje
liczebną przewagę destruentów nad innymi
ugrupowaniami w biocenozie. Odwrotnie,
samooczyszczanie prowadzące do
zmniejszania saprobowości, prowadzi do
stałego zwiększania się udziału producentów.
BZTn (Biochemiczne Zapotrzebowanie Tlenu) - to
umowny wskaźnik określający biochemiczne
zapotrzebowanie tlenu, czyli ilość tlenu
wymaganą do utlenienia związków organicznych
przez mikroorganizmy (bakterie aerobowe).
Wartość tę uzyskuje się w wyniku pomiaru
zużycia tlenu przez badaną próbkę wody lub
ścieków w ciągu 5 lub 20 dób (Oznaczając to
odpowiedni BZT5 lub BZT20). Pośrednio określa
się w ten sposób stężenie substancji organicznej
podatnej na biodegradację. BZTn jest
wskaźnikiem czystości wody i jakości
oczyszczanych ścieków: im wyższa wartość BZTn
tym większe zanieczyszczenie (ilość związków
organicznych). Z przyczyn praktycznych częściej
stosowane jest BZT5.
Indeks saprobów – wskaźnik biologiczny
używany w biomonitoringu wód, bioindykator
stopnia zanieczyszczenia wód śródlądowych
(głównie rzek), bazujący na cechach
organizmów żywych, ich autekologii, analizie
częstości występowania gatunków
przewodnich w strefach. Opracowany i
stosowany był krajach RWPG (Rada
Wzajemnej Pomocy Gospodarczej), obecnie
zastępowany jest w monitoringu przez indeksy
biotyczne
Trofizm (trofia wód) - termin określający
produktywność biologiczną zbiorników wodnych.
Pod pojęciem trofia zbiornika (trofizm) rozumie
się także zespół czynników środowiskowych
decydujących (wpływających) o żyzności
zbiornika wodnego. Trofizm uzależniony od wielu
czynników, np. ilości nawozów dostających się
do wód, składu i liczebności organizmów itp.
Najczęściej trofia zbiornika utożsamiana jest z
zawartością biogenów w toni wodnej
(śródjezierzu) i zdeponowanych w osadach
dennych profundalu, pomijając biogeny
zdeponowane w litoralu. Trofizm odnoszony jest
najczęściej do jezior (wód jeziornych).
Ze względu na stopień żyzności wody wyróżnia
się:
Oligotroficzne
Politroficzne
Mezotroficzne
Eutroficzne
Saprotroficzne
Współczynniki fitoplanktonowe –
wskaźniki trofii zbiorników wodnych oparte na
bioindykatorach należących do fitoplanktonu.
Najczęściej ich wartość jest ilorazem liczby
gatunków (gdyż biomasa może zależeć też od
innych czynników ekologicznych, np. presji
planktonożerców).
Współczynnik zielenicowy Thunmarka wyznaczony
na podstawie jezior szwedzkich.
liczba gatunków Chlorococcales/liczba gatunków desmidii
Współczynnik sinicowy Nygaarda
liczba gatunków sinic/liczba gatunków desmidii
Współczynnik okrzemkowy Nygaarda
liczba gatunków Centrales/liczba gatunków Pennales
Współczynnik euglenowy Nygaarda
liczba gatunków euglenin/(liczba gatunków Chlorococcales
+ liczba gatunków sinic)
Współczynnik złożony Nygaarda
wyznaczony na podstawie jezior duńskich.
(liczba gatunków sinic + liczba gatunków Chlorococcales +
liczba gatunków Centrales + liczba gatunków
euglenin)/liczba gatunków desmidii
Współczynnik Järnefelta wyznaczony na podstawie
jezior finlandzkich.
Współczynnik wyznaczany w oparciu o stosunki gatunków
z różnych grup glonów podzielonych na trzy klasy
Polski indeks biotyczny (BMWP-PL) –
metoda monitoringu rzek w Polsce,
zaadaptowana z brytyjskiego indeksu BMWP.
Indeks biotyczny opracowano w celu
dostosowania polskich metod biomonitoringu
do ujednoliconego systemu stosowanego w
Unii Eurpejskiej. Ocena ekologiczna opiera się
na zespołach organizmów (fitoplankton,
makrofity, fitobentos, makrozoobentos, ryby),
które w nazywane są biologicznymi
elementami jakości
W polskim indeksie biotycznym uwzględnione są
następujące grupy bezkręgowców wodnych:
Fitobentos – zespół organizmów tradycyjnie
zaliczanych do roślin związanych z dnem
zbiornika wodnego lub cieku i strefą przydenną
Fitoplankton – mikroskopijne organizmy
roślinne (w tym glony niezaliczane do królestwa
roślin w niektórych systemach taksonomicznych)
oraz sinice, które biernie unoszą się w wodzie,
nie posiadając zdolności ruchu lub tylko w
znacznie ograniczonym zakresie.
Literatura
Mikrobiologia techniczna tom 2.
Mikroorganizmy w biotechnologii,
ochronie środowiska i produkcji
żywności; Wydawnictwo Naukowe PWN
www.naukowy.pl
www.wikipedia.pl