Monitoring gleb
Za pomocą org. glebowych i ich analizy możemy wnioskować o stanie i aktywności biol. gleby. Org. glebowe mają wiele cech dobrego wskaźnika m.in bardzo ścisłe uzależnienie od otoczenia, ciągle tam przebywają, są mało ruchliwe co ułatwia badania, drobne i szybko się rozmnażają. Bioindykacja w glebach dotyczy oceny kierunku i tępa zmian zachodzących w glebie pod wpływem stosowania biocydow, zabiegów uprawowych, emisji przemysłowych. wciąż niedostatecznie nie rozwinięte są badania dotyczące oceny prawidłowości rekultywacji zniekształconych terenów. Mikroflora gleby odgrywa bardzo ważną role w procesie mineralizacji i przekształcania w próchnicy ściółki, często wcześniej rozdrobnionej prze faunę glebową
Podział org. glebowych na rożne grupy ekologiczne
1 geobionty- całe życie org. przebiega w glebie, w niej się rozwijają odżywiają i rozmnażają
2 geofile- org. przebywające w glebie czasowo np owady których larwy żyją w glebie a stadia rozwojowe są poza tym środowiskiem
3 geokseny- org. sporadycznie przebywające w glebie w różnych okresach swojego życia np dla złożenia jaj, przetrwania nie korzystnego okresu zimy, poszukiwanie pokarmu lub schronienia
Podział org. glebowych wg. stosunków wilgotnościowych
1 pedohydrobionty- org. które mogą żyć tylko w roztworze glebowym, oddychają tlenem rozpuszczonym w wodzie, przy braku wody wchodzą w stan spoczynku. Zaliczamy tu: mikroorg, nicienie, wrotki, wirkii, niesporczaki, widłonogi, obunogii
2 higrofile-wymagają powietrza nasyconego parą wodną, oddychają powietrzem glebowym, bardzo szybko giną zanurzone w wodzie, wrażliwe na wysychanie, niektóre wydzielają nadmierny śluz który chroni ich przed wyschnięciem, niektóre maja ochronne pancerze, w przypadku długotrwałej suszy org. chronią się w głębszych warstwach gleby. Zaliczamy tu dżdżownice, wazonkowce, ślimaki, larwy owadów, skoczogonki, pająki, roztocza, zaleszczotki, krocionogi,
3 kserofile- przejściowo lub stale znoszą suszę często zamieszkują pow glebę, nie unikają światła. Zaliczamy tu pająki zaleszczotki, krocionogi, część ślimaków i kręgowców.
Rola org. glebowych
- uruchamianie mineralnego tworzywa gleby, przetwarzanie subst org, przemieszczanie składników w profilu glebowym, obieg materii i przepływ energii miedzy żywymi org. a glebą
Biotesty terenowe z wykorzystaniem mikrogrzybów glebowych
W glebach o ustalonej równowadze biocenotycznej liczebności drobnoustrojów w tym także grzybów sukcesywnie zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości. W przypadku zanieczyszczeń jest odwrócenie tych prawidłowości następują zakłócenia w sezonowej dynamice rozwoju grzybów.
Test
Korzenie są bardzo wrażliwe na działanie różnych czynników, szybko reagują w przeciwieństwie do części nadziemnych, otaczane są przez w miarę stabilne środowisku, są odgraniczone od działania czynników zew. dlatego też korzenie a nie całe rośliny są lepszym biowskaźnikiem do oceny zmian zachodzącej w glebie. Z wykorzystaniem korzeni roślin stosuje się biotesty korzeniowe których zastosowaniem jest m.in. określaniem progowych toksyczności metali ciężkich dla roślin uprawnych, określanie fito toksyczności różnych subst. chem. (przy najmniejszych dawkach pyłu następuje znaczna redukcja długości korzeni.) Inhibicyjny wpływ metali ciężkich na wzrost i rozwój korzeni zaznacza się najbardziej w początkowych fazach ich rozwoju. Bardzo prostym testem korzeniowym jest test cebulowy stosowany do określenia toksyczności metali ciężkich. Polega ona na umieszczeniu cebul w roztworach wodnych z określonymi stężeniami badanego pierwiastka. Widoczne reakcje w postaci różnych długości korzeni uzyskuje się juz po 2 dniach, max czas trwania doświadczenia 5 dni. Wystarczą obserwacje makroskopowe lub dokumentacja fotograficzna. Jest to bardzo czuły test gdyż nawet śladowe ilości metali wywołują reakcje korzeni. Wpływ bardziej toksycznych stężeń zaznacza się zmianą kształtu korzenia, nekrozami.
Obliczanie wskaźnika saprobowości metodą
-rurecznikowate TRUBIFICIDAE P
-pijawki HIRUDINEA Beta
- ślimaki GASTROPODA
Beta
-małże BIVALVIA Beta
- ośliczka AXELLUS AQUATICUS Alfa
-kiełż GAMMANUS Beta
- wodopójki HYDRACANINA O
-jędki EPHEMENOPTERA Beta
-widelnice PHECOPTERA O
-chruściki TRYCHOPTERA O
-ochotkowate CHIRONOMIDAE P
- meszki SMULIDAE X
-zmrużkowate STRATIOMYDAE Alfa
Strefa X - s=0
Strefa O-s=1
Strefa Beta-s=2
Strefa Alfa-s=3
Strefa P-s=4
h=1-<1% os.
h=2-1<4 % os. h=3-4-<10 % os.
h=5-10-<20 % os.
h=7- 20-<40% os.
h=9- 40-100% os.
S=∑(s*h)/∑h
s- wartość saprobowości
h- częstotliwośc względna
Strefa O- S=1,1,5
Strefa Beta- S=1,5-<2,5
Strefa Alfa- S=2,5-<3,5
Strefa P-S=3,5-4
Strefa polisaprobowa
Tzw. strefa redukcyjna. Rozpoczyna się w miejscu ujścia ścieków i jest najsilniej zanieczyszczona. Charakt. cechą jest brak autotroficznych org. wodnych zawierających chlorofil. Występują tu obficie bakterie i grzyby ściekowe, sinicę, bezbarwne wiciowce żywiące się bakteriami, ameby, odporniejsze na składniki ściekowe larwy muchówek. Ryb brak. Na pow. wody i przy jej brzegach tworzą się kożuchowate powłoki z rozwijających się grzybów i bakterii. Liczba bakterii przekracza 1 mln/ml. Pod względem procesów biochem. strefa ta jest miejscem bioredukcji zw. org., białek węglowodanów tłuszczów i innych pod wpływem bakterii- reducentów. Rozkład białek prowadzi grupa bakterii proteolitycznych, są one rozkładane w 1 etapie do polipeptydów i peptydów za pomocą enzymów peptydohydrolaz które przerywają wiązania peptydowe białek. Polipeptydy rozpadają się w dalszym ciągu enzymatycznego rozkładu przez aminopeptydazy i i karboksypeptydazy których zadaniem jest sukcesywne odrywanie aminokwasów z obu końców łańcucha peptydowego. W wyników tych procesów powstaje mieszanina różnych aminokwasów. Aminokwasy ulegają procesom dezaminacji i dekarboksylacji, redukcji i utlenianiu przy czym powstaje szereg prostych zw. org. i nieorg.. Rozkładowi białek towarzyszy przykry gnilny zapach. W strefie tej następuje gwałtowne zużycie tlenu, odczyn staje się alkaliczny. Na dnie zbiornika wodnego osadza się brunatny lub czarny osad siarczku żelazawego.
Strefa Alfa-mezosaprobowa
Jest tym odcinkiem zanieczyszczonej rzeki w którym rozpoczynają się procesy biooksydacji czyli utleniania produktów powstałych w strefie 1. Utlenianiu ulęgają aminokwasy i węglowodany do kw. tłuszczowych oraz siarczek żelazawy do wodorotlenku żelazawego. Źródłem tlenu jest powietrze oraz fotosynteza prowadzona prze glony. Procesy utleniania przebiegają bez przykrego zapachu. Brzegi rzeki pokrywają się śluzowatym i kłaczkowatym nalotem. Liczba bakterii spada do setek tys /ml Występują tu wiciowce i sinice, orzęski, wrotki, larwy muchówek, pojawiają się ryby karpiowate.
Strefa Beta-mezosaprobowa
- tzw. strefa mineralizacji. Kończy się rozkład aminokwasów i innych prostszych zw. org. Wyrażanie spada ilość bakterii do dziesiątek tys/ml. Dominują tu rośliny zielone, zielenice, bruzdnice, okrzemki, orzęski, wrotki, larwy jętek, widelnice, larwy muchówek, oraz ryby.
Strefa oligosaprobowa
- tzw. strefa zakończonej mineralizacji. Jest strefą czystej wody. Procesy utleniania są zakończone lub gdzieniegdzie dobiegają końca. Poprzednio śluzowate powłoki na przedmiotach podwodnych przechodzą w naloty szorstkie zieliste. Muł denny zwykle zmineralizowany lub pozostaje w końcowym stadium przemian betamezosaprobowych. Liczba bakterii poniżej tys/mil. Bardzo dobrze rozwijają się rośliny zielone gdyż woda obfituje w składniki min i zawiera normalną ilość tlenu. Dużo tlenu pochodzi z fotosyntezy występują tu barwne wiciowce, zielenice, bruzdnice, okrzemki, krasnorosty, skorupiaki, wypławki, larwy chruścików, widelnic, jętek, ryby łososiowate.
Strefa ksenosaprobowa.(katarobowa)
Dotyczy wód bardzo czystych, źródlanych. Właściwa dla potoków górskich i wód znajdujących się w dużej odległości od miejsc gdzie bytują ludzie.
Samooczyszczanie wody
polega na biol biochem procesach prowadzących przez oksydację zw org do ich całkowitego zmineralizowania a w końcu do wbudowania w biomase roślin. W przypadku dużych ładunków w martwej materii org.. pochodzących ze ścieków złożone zw. org. najpierw ulegają redukcji a dopiero ich zredukowane pochodne są utleniane. Na 1 l ścieków powinno przypadać 50 l wody rzecznej.
Metoda Indeksu biotycznego ( BI)
- dokonuje oceny czystości i klasyfikacji wód opierając się na zespołach org. zwanych biologicznymi elementami jakości. Podstawowym założeniem metody jest przyjęcie że pewne taksony lepiej niż inne charakteryzują biocenozę. Metoda łączy zalety związane z wykorzyst. makrofauny bezkręgowej z uproszczonym sposobem je oznaczania. Makrofauna bezkręgowa w wodach czystych charakteryzuję się dużą różnorodnością gat., zróżnicowaną liczebnością i niską biomasą. Wraz ze wzrostem zanieczyszczenia następuje wzrost liczebności, zmiana struktury dominacji i składu gat.- rośnie liczebność i udział % skąposzczetów, larw ochotkowatych a dalej ograniczeniu ulega występ. pijaków, mięczaków, larw ochotkowatych. W wodach silnie zanieczyszczonych subst. org. masowo występują skąposzczety, a w wodach zatrutych makrofauna może nie występować. Szczeg. wrażliwe na zanieczyszcz. są larwy widelnic, niektórych jętek i chruścików.
Czynności wykonywane przy określaniu BI
Pobieramy czerpakiem hydrobiol. próbę z dna i brzegów zbiornika wodnego do liczebności 100 osobników. W przypadku niewielkiej liczby os. ponownie pobieramy próbę aż do zebrania 100 okazów bezkręgowców. Wybieramy losowo 100 osobników wszystkich widocznych rodzajów i konserwujemy próbę etanolem lub formaliną. Oznaczamy bezkręgowce wodne do rodziny, rodzaju, gatunku. Liczymy osobniki reprezentujące daną rodzinę, rodzaj czy gat. i obliczamy BI ( wartość odpowiada 1 z 4 stopni czystości wody)
BI=∑XiBVi/10
Xi- liczba os. taksonu
BVi- wartość biotyczna taksonu
BI>80- woda bdb
BI 60-79- woda db
BI 40-59-woda średnia
BI<40-woda zła
Wartości BV dla klas bezkręgowców
Klasa 1
- widelnice BV=10
- jętki BV=10
- chruściki BV=10
- chrząszcze ( drążnicowate) BV=10
Klasa 2
- chrząszcze ( pływakowate, krętakowate, flisakowate) BV=8
- równonogi (ośliczka pospolita) BV=8
- obunogi ( kiełż) BV=8
- ważki BV=6
muchówki ( koziołkowate) BV=6
- wieloskrzydłe ( żylenica) BV=6
Klasa 3
- muchówki ( ochotkowate, meszki) BV=5
- ślimaki ( zatoczkowate, rozdętkowate) BV=4
- pijawki BV=2
- skąposzczety ( rureczniki) BV=0