БИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, отрасль прикладной гидробиологии, позволяющая установить степень загрязнения воды и находящая в наст, время широкое применение в области сан. практики. Б. а. исхо-
Рис. 1. Продукция дна реки Москвы в незагрязненном районе. На рисунке изображены организмы, развивающиеся на V» кв- м поверхности дна. Фон соответствует оттенку грунта (песок).
дит из след. положения современной биологии: развитие как отдельных организмов, так и сложных комплексов (биоценозов), образуемых ими в природе, стоит в прямой
Рис. 2. Продукция дна реки Москвы в загрязненном районе. На рисунке изображены организмы, развивающиеся на Vio кв. м поверхности дна. Фон соответствует оттенку грунта (ил).
зависимости от внешних условий окружающей их среды. Наличие тех или иных условий определяет развитие одних организмов, подавляя в то же время развитие других, и
385
БИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
388
приводит к образованию определенных, соответствующих этим условиям, комплексов—биоценозов. Изучение флоры и фауны загрязненных вод показало, что, в зависимости от степени загрязнения воды органическими веществами, в ней создаются различные условия, способствующие развитию одних организмов и подавляющие развитие других. В наиболее загрязненных водах встречаются одни организмы, в менее грязных—другие и в чистых—третьи. Каждой степени загрязнения соответствует свой, для нее характерный комплекс водных организмов, свой биоценоз. На рис. 1 и Z наглядно изображены результаты тщательного анализа и подсчета двух проб грунта, взятых в разных местах течения р. Москвы. Рис. 1 соответствует пробе из совершенно чистого района, выше г. Москвы, а рис. 2—пробе из сильно загрязненного района в пределах города Москвы. Каждая проба захватила площадь в 0,1 кв. м. Все найденные в пробах более крупные (макроскопические) организмы полностью изображены на диаграммах. Разница как в качественном, так и в количественном отношениях бросается в глаза. В чистом грунте (см. рис. 1) находится фауна, довольно слабо развитая количественно, но зато представленная довольно разнообразными формами: тут и различные моллюски, и личинки насекомых, и щетин-коногие черви. Ни одного из этих организмов в загрязненном грунте не находится. Здесь в громадном изобилии развита одна только форма щетинконогах червей и опять-таки форма, к-рой нет на рис. 1. Рис. 3 (диаграмма) также весьма ясно показывает, как сильно влияет загрязнение воды реки стоками бумажных фабрик на изменение населяющих воду водных организмов. Формы, развитые в реке до загрязнения, исчезают из нее совсем после загрязнения и вновь
Рис. 3. Диаграмма относительного развития сапробных форм бентоса в pp. Шане и Угре под влиянием загрязнения сточными водами с бумажных фабрик.
Б. M. Э. V. III.
13
387
БИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
388
начинают появляться только тогда (через 15—20 км), когда вода реки, согласно хим. данным, приведенным на этой же диаграмме, уже значительно очищается в процессах естественного самоочищения. На этом же загрязненном протяжении, взамен исчезнувших форм, появляются другие, раньше в реке не встречавшиеся, приспособленные к жизни в сильно загрязненных водах.
Однако, приведенное выше положение биологии можно применить и в обратном виде. Если определенный комплекс условий приводит к развитию определенных организмов и биоценозов, то, очевидно, и наоборот, по присутствию тех или иных организмов или по известному биоценозу, наблюдаемому в действительности, можно сделать заключение об условиях, которые вызвали их развитие. Если обнаруживаются в воде организмы, к-рые могут развиваться только в сильно загрязненных водах, можно сделать заключение, что данная вода имеет высокую степень загрязнения. Чтобы это заключение было достаточно твердо обосновано, нужно только быть уверенным, что найденный организм (или организмы), действительно, встречается только в сильно
Схематическая характер
• загрязненных водах и никогда не может встретиться в водах более чистых. Нужно быть уверенным в том, что он, действительно, может служить «показательным» организмом, организмом «индикатором». Оказалось, что из всех представителей пресноводной флоры и фауны лишь немногие могут служить такими живыми реактивами на органическое загрязнение. Создатели современного, научно-обоснованного Б. а.— немецкие ученые Кольквиц (Kolkwitz), ботаник, ныне проф. Берлинского ун-тета, и Марсон (Marsson), зоолог (умер в 1908 г.), выделили около тысячи таких организмов индикаторов, объединив их под общим названием сапробных (гнилостных) организмов в систему сапробности. Практически Б. а. возник из микроскопического анализа осадков, к-рым нередко сопровождали хим. и бакт. исследования воды. При этом отмечалось, в первую очередь, присутствие в воде таких примесей, как крупинки синьки, обрывки переваренных поперечнополосатых мускульных волокон, зерна крахмала, волокна хлопка, льна и т. п., наличие которых нередко может дать очень важные указания на происхождение загрязнений в воде.
истина сапробных зон.
Зона полиса-
Зона а-мезоса-
Зона fi-мезоса-
Зона олигоса-
Признаки
пробная
пробная
пробная
пробная
1.
Химический состав......
Белков, вещества
Аммиак, Амино-
NH„ NaO„ N2Os
N2Os
кислоты, Амиды
2
Кислородные условия ....
Анаэробные
Полуанаэробные
Аэробные
Аэробные
3.
X арактер биохимических про-
Восстановит елвн.
Восстановитель-
Окислительные
Окислительные
но-окислитель-
ные
4.
Много
Порядочно
Немного
Мало
5.
Много
Порядочно
Мало
Нет
6.
форма соединений шелеза . .
FeS
FeS+FejOs
Fe,0,
Fe,0,
7.
Проба на загниваемость . . .
Загнивает
Загнивает
Не загнивает
Не загнивает
8.
Источники кислорода ....
Диффузия
Диффузия
Диффузия и асси-
Диффузия и асси-
миляция СО j
миляция С02
9.
Содержание бактерий ....
Сотни тысяч—
Сотни тысяч
Десятки тысяч
Сотни—десятки
миллионы
10.
Интенсивность развития от-
Нередко высокая
Обычно высокая
Очень высокая
Значительная
11.
Очень малое
Небольшое
Значительное
Очень большое
12.
Преобладание отдельных видов
Очень сильное
Сильное
Слабое
Обычно слабое
13.
Часто катастро-
Часто катастро-
Довольно медлен-
Довольно медлен-
фическая
фическая
ная
ная
14.
Нет
Мало
Немного
Много
15.
Очень много
Много
Много
Немного
16.
Пожиратели бактерий ....
Масса
Много
Немного
Очень мало
17.
Пожиратели растений ....
Нет
Редки
Не редки
Часты
18.
Пожиратели животных ....
Почти нет
Есть
Много
Очень много
19.
Водные цветковые растения .
Нет
Нет—мало
Немного
Много
20.
Главные группы организмов .
Бактерии
Грибы
Сине - зеленые
Зеленые водо-
водоросли
росли
Бесцветные жгу-
Бактерии
Диатомовые водо-
Диатомовые водо-
тиковые
росли
росли
Серные бактерии
Инфузории
Зеленые водо-
Перидии ей
росли
Инфузории
Сине - зеленые
Зеленые жгути-
Хризомонады
водоросли
ковые
Зеленые жгути-
Инфузории
Коловратки
ковые
Коловратки
Мшанки
Ракообразные
Губки
Рыбы
Ракообразные
Рыбы
21.
Потребность организмов
Очень большая
Ничтожная
Слабая
Большая
389
БИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
390
Нередко к этим данным микроскопического анализа прибавлялись и сведения о найденных в воде микроскопических живых существах. Система сапробных организмов Кольквица и Марсона разделяет все индикаторные формы на 4 категории: 1) полиса-пробы, 2) а-мезосапробы, 3) jS-мезосапробы и 4) олигосапробы. Развитие полисапроб-ных организмов отвечает полисапробной зоне и указывает на весьма высокую степень загрязнения свежими, легко разлагающимися органическими веществами. В зоне я-мезосапробной, характеризуемой а-мезо-сапробными организмами, загрязнение или выражено слабее или оно прошло уже самый первый стадий процесса самоочищения. Свежие органические соединения в ней уже подверглись первичному разложению. Зона ^-мезосапробная отвечает или еще более слабому загрязнению, или тому периоду процесса естественного самоочищения, в котором заканчиваются процессы минерализации (сложные органические вещества, способные загнивать, уже разложены до простых минеральных соединений); в ней протекают процессы окисления минеральных продуктов распада—-появляются азотная и азотистая кислоты. Олигосапробная зона отвечает воде или первоначально чистой или такой, в к-рой процесс естественного самоочищения вполне закончился. В таблице (ст. 387—388) сопоставлены главнейшие признаки, характерные для каждой зоны.
При выполнении Б. а. для собирания живого материала пользуются методами,
111% ^1
r-vi;;ir4ii
I-_fil,tf
X.1'
<Щ°Щит
штшгтт/w
. -,г _ —» 7
Рис. 4. Микрофотография планктического шелкового газа № 20 (увел, в 42 раза).
разработанными в гидробиологии пресных вод. Гидробиология делит все население воды на два биоценоза: планктон и бентос. К планктону относятся все организмы (преимущественно микроскопических размеров), проводящие всю свою жизнь в подвешенном состоянии в слое самой воды. К бентосу относятся все формы растений и животных, прикрепляющиеся ко дну (и различным подводным предметам) или тесно связанные с ним в своей жизни. Согласно этому, и методы исследования разделяются на методы исследования планктона и на методы исследования бентоса. Как те, так и другие могут быть качественные и количественные. Для собирания планктон а применяются разного рода сети из мельничного шелкового газа, чаще всего № 20, имеющего отверстия ячеи около 70—80 ц (см. рисунок 4), через которые профильтровывается исследуемая вода, для качественного изучения — в произвольном, а для количественного—в точно отмеренном объеме. Оставшиеся на стенках сети организмы смываются в нижнюю часть сетки, откуда переводятся с остатками воды в склянку с пробкой и в случае нужды фиксируются прибавкой нескольких капель формалина. Последнее время находят все более широкое применение сети цилиндрической формы, напр., цеппелинная сеть Лангханса (см. рис. 5), представляющая, действительно , большие преимущества. При применении газо-__ вых сетей ими задерживаются j А только частицы (живые и мерт-I SB вые) диаметром больше 70—80 /*; LflB для них Кольквицем предложе-Г труп но название сестона. Более мел-V wVw кие частицы и среди них иногда весьма обильно развивающиеся в воде организмы (нанопланк-тон, или карликовый планктон) через сеть проходят и теряются. Поэтому, кроме сетного планктона, совершенно необходимо брать пробы воды в натуральном виде, чтобы иметь возможность собрать и изучить также и мелкие формы. Из взятых проб воды содержащиеся в них пелин.иланк: организмы могут быть выделе-тическая сеть ны помощью центрифугирования t Лангханса (Lohmann), отстаивания (Грин-САанат. вел.). 5ерГ) или фильтрации через особые мембранные фильтры (Кольквиц). Рис. 6 и 7 в сопоставлении с рисунком 4

Страницы: 1 … 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 … 181