Dynamiczny i nieustanny rozwój cywilizacji sprawia, że do atmosfery i wód przenikają substancje toksyczne oraz niebezpieczne dla całej ożywionej przyrody, w tym dla naszego zdrowia.
Od zarania ludzkiej cywilizacji znane są przykłady wykorzystywania roślin i zwierząt jako ''informatorów'' o zjawiskach zachodzących w środowisku. Organizmy potrafią ''widzieć i czuć'' to, co trudne do zauważenia przez człowieka, a nawet przez urządzenia techniczne.
Różnorodność gatunkowa, obecność określonych strategii życia może przynieść wiele informacji o stanie ekologicznym rzeki. Do badania stanu czystości wód stosuje się gatunki roślin i zwierząt różniące się tolerancją na rodzaj i stopień koncentracji danych zanieczyszczeń. Jest to nic innego jak ocena jakości wód rzecznych przy pomocy wielu różnych grup organizmów, od bakterii i glonów po ryby i bezkręgowce bentosowe.
Bioindykacja - metoda oceny stanu środowiska, głównie poziomu zanieczyszczeń, na podstawie badania reakcji organizmów żywych (stenobiontów, organizmów wskaźnikowych) na zmiany. Jego reakcja świadczy o obecności lub nieobecności czynnika szkodliwego w próbce wody. Bioindykację można więc traktować jako wstęp do analizy chemicznej, która pozwala na wykrycie obecności tylko tych związków, których się spodziewamy. W skrócie bioindykacje można zdefiniować jako określenie stanu ekologicznego za pomocą organizmów wskaźnikowych..
Bioindykacja służy nie tylko do oceny stanu ekosystemów wodnych ale również do określenia ich pojemności wobec toksyn, oceny interakcji między toksynami a środowiskiem, ochrony wodociągów oraz oczyszczalni ścieków.
Bioindykatory to gatunki, które sygnalizują występowanie w środowisku np. wodnym czynników zagrażających. Innymi słowy są to gatunki sygnalizujące niekorzystne zmiany. Są to gatunki o wąskim zakresie tolerancji na określone warunki środowiska (stenobiont). Ponieważ poszczególne organizmy mają różne zakresy tolerancji w którym są zdolne utrzymać procesy życiowe. Organizmy będące bioindykatorami muszą spełnić szereg wymagań..:
mieć wąski oraz specyficzny zakres wymagań ekologicznych(tolerancji)(dotyczy całego spektrum czynn. Antropogenicznych i np. też, gat. Które są b. tolerancyjne na zanieczyszczenia możemy stwierdzić że tam gdzie one występują woda jest brudna)
posiadać szerokie rozmieszczenie geograficzne (im dłuższy tym lepiej np. głowacz białopłetwy jest b. wrażliwy i jeśli złowimy 5 letni okaz ; np. przez 5 lat były b.dobre warunki w rzece ; ale tez mogła zajsc jakas katastrofa a głowacz przypłynął z innego siedliska i „zaklimatyzował się”)
występować w środowisku w dużych liczebnie populacjach
mieć długi cykl życiowy lub kilkanaście pokoleń następujących jedno po drugim w ciągu roku (muszą to być gat. Które nie występują rzadko nie mogą to być gat. chronione)
być łatwo rozpoznawalnymi i oznaczanymi (by nie trzeba było zatrudniac określonych specjalistów do ich oznaczania)
Należy również pamiętać, że gatunki te a dokładniej ich rozwój osobniczy, dynamika populacji musi być bardzo dobrze poznana.
Dobrymi bioindykatorami zanieczyszczenia wód są np. RAKI RZECZNE oraz LARWY CHRUŚCIKÓW ( należy jednak pamiętać, że nie zasiedlają one wszystkich siedlisk rzecznych i potokowych dlatego też muszą stanowić tylko jeden z elementów bioindykacji -co oznacza że konieczne jest określenie innych grup makrobentosu takich jak: WIDELNICE, JĘTKI, SKORUPIAKI np. dafnia czy rozwielitka - które podobnie jak larwy chruścików są wskaźniki wód czystych
GLONY( np. Chlorella) również pozwalają na wykrycia związków toksycznych (obniżenie tempa wzrostu bądź produkcji biomasy), ale także na ocenę zagrożenia substancjami biogennymi wywołującymi stymulację wzrostu komórek.
Nadmierny rozwój sinic i zielenic (zwłaszcza nitkowatych) wskazuje na eutrofizację wód
Obecność okrzemek, kolonijnych wskazuje brak lub niegroźne zanieczyszczenie
Występowanie euglenin wskazuje na strefy większego i średniego zanieczyszczenia wody, jak również obecność krasnorostów świadczy o czystej wodzie.
MCHY- wodne wskazują na wody czyste,
WICIOWCE i ORZĘSKI - wskaźniki wód zanieczyszczonych, również ryby są bardzo dobrymi bioindykatorami środowiska wodnego np. pstrąg potokowy czy gupiki.
W wodach silnie zanieczyszczonych żyją polisaprobionty, np.:wirczyk, euglena, larwy ochotkowatych, rurecznik, larwy muchówek,
W wodach czystych występują oligosaprobionty, np.: okrzemki, larwy jętek i widelnic, wypławek kątogłowy, lin,
Wody b. czyste zamieszkują ksenosaprobionty, np.: pstrąg.
W celu ujednolicenia badań w skali światowej organizacje międzynarodowe ustalają zasady postępowania przy badaniu toksyczności oraz podają wykazy organizmów wskaźnikowych.
Dla kontroli stanu wód w Europie
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO)
zaleca stosowanie ryb bardzo wrażliwych na zanieczyszczenia, np.:
pstrąga potokowego, płoci, sandacza oraz ryb średnio wrażliwych, np.: okonia, karpia, uklei.
Aby ocenić stopień toksyczności wód, prowadzi się hodowlę ryb przez
2 - 20 dni i określa się poziom śmiertelności, bada przebieg procesów biochemicznych i fizjologicznych oraz zmiany w sposobie poruszania się i
w zachowaniu osobników.
Metody badań bioindykacyjnych:
Laboratoryjne - są dokładne, przebiegają w ściśle kontrolowanych warunkach fizykochemicznych i biologicznych np. badanie intensywności fotosyntezy, oddychania
Terenowe - trzeba uwzględnić wiele czynników środowiskowych działających na biowskaźnik kompleksowo, co utrudnia interpretacje czynników. Zaletą jest fakt, iŻ obserwujemy organizmy w środowisku naturalnym. Np. wyznaczanie stref wegetacji porostów np. na podstawie przeciętnego wskaźnika uszkodzeń drzewostanu szpilkowego.