Сторінка
2

Методологічні основи моніторингу біоти природних вод

Р/В - коєфіцієнт (доба-1) - питома первинна продукція, розрахована для фотичної зони, чи всього стовпа водної товщі;

О2 - концентрація кисню, що характеризує фотоаерацію та атмосферну аерацію водної товщі;

R м2 - деструкція органічних речовин в планктоні;

А/R - індекс самоочищення-самозабруднення водної товщі органічними речовинами.

2) Експертна оцінка стану водної екосистеми, пріоритетних реально і потенційно існуючих джерел забруднення, основних природних і антропогенних чинників, що визначають розвиток різних підсистем біоти, збір усіх матеріалів фізико-морфологічної характеристики водойми, гідрологічного, гідрохімічного і гідробіологічного режимів, еколого-токсикологічної та радіоекологічної ситуації.

3) Вибір полігонів (станцій) досліджень. Можливі три варіанти:

а) проводиться моніторинг водних екосистем, де методом експертної оцінки не встановлені реальні джерела забруднення, або їх вплив на біоту до початку моніторингу не зафіксований. Як правило, це водойми, що входять до природних ландшафтних парків, заповідників, великих рекреаційних зон;

б) точкове джерело забруднення або обмежені в просторі джерела негативного впливу на екосистему: скиди ГРЕС, АЕС, промислових комплексів, очисних споруд, райони, де проводяться гідротехнічні роботи (видобуток піску, будівництво дамб, мостів і ін.);

в) наявність комплексного впливу, що формується декількома точковими і розсіяними джерелами забруднення (великі міста і промислові комплекси).

Прикладом першого варіанту може бути моніторинг (1977-1985 рр.) по оцінці багаторічної динаміки структурно-функціональних характеристик фітопланктону Київського водоймища [13]. Вибрані полігони досліджень характеризували його різноманітність в підсистемах екосистеми водоймища: нижня (озерна) ділянка; середня (озерно-річкова); верхня (екотонна) - район злиття річок Дніпра і Прип’яті; річкові плеси Дніпра, Прип’яті, Тетеріва. В межах цих полігонів виділялись пелагіальні та літоральні ділянки. Отримані дані характеризували динаміку структурно-функціональних характеристик реофільного, лімнофільного типів фітопланктону з відповідною їх специфікою.

Після аварії на Чорнобильській АЕС розміщення полігонів спостережень було переглянуто з метою виявлення максимального впливу радіоактивного забруднення [14].

При наявності точкового джерела забруднення вибір сітки станцій досліджень повинен характеризувати контрольний стан фітопланктону, стан у зоні максимального забруднення і далі за “шлейфом” його поширення до відновленого стану.

В третьому випадку, враховуючи складну екологічну ситуацію, проводиться поділ досліджуваної водойми або її ділянок на декілька типів полігонів:

-полігони, які можна вважати еталонним типом, де функціонування біоти протікає під впливом природних факторів. З огляду на екологічну ситуацію, що створилася, виділення еталонних полігонів дуже проблематичне;

-полігони, де антропогенний вплив на біоту мінімальний, а її розвиток визначається в основному природними факторами;

-полігони, де існуюча еколого-токсикологічна ситуація потенційно максимально несприятлива для розвитку біоти;

-полігони, де вегетація гідробіонтів відбувається в специфічних умовах.

У другому випадку пропонована методологія застосовувалась для оцінки впливу на фітопланктон скидів підігрітих вод Трипільської ГРЕС [20] і Запорізької ГРЕС і АЕС (під час “продувки” водойми-охолоджувача у вересні 1994 р.) [21], гідротехнічних робіт з видобутку піску на прилеглі ділянки Канівського водоймища [16].

В третьому - при оцінці впливу великого промислового комплексу - м. Дніпропетровська - на екосистему Запорізького водоймища в гирлових ділянках рік Самара і Мокра Сура [15], а також київської ділянки Канівського водоймища [19].

Приведемо коротку характеристику біологічних підсистем (чи екологічних угруповань), їх польових та лабораторних методів досліджень, які є найбільш інформативними і в найбільшій мірі відповідають поставленій меті.

Фітопланктон. Основа автотрофної ланки водної екосистеми, формує потоки енергії та круговорот речовин, характеризується високим видовим різноманіттям.Кількісний відбір проб фітопланктону (об’ємом 0,5-1,0 л) з різних глибин виконується батометрами, а для якісного аналізу використовуються планктонні сітки. Камеральне опрацювання проб проводиться згідно загальновідомих методик [4; 6; 7;10; 11].

Первинна продукція, деструкція органічних речовин, їх співвідношення. Розповсюджений метод визначення первинної продукції - це склянковий в кисневій чи радіовуглецевій модифікації [17]. В основі методу лежить визначення різних продуктів фотосинтезу: виділеного кисню чи новосинтезованих органічних речовин. З точки зору репрезентативності отриманих даних ці методи ідентичні. Основні переваги радіовуглецю:1) використання радіоактивної “мітки” дозволяє реєструвати продукцію при біомасах водоростей, що не перевищують 0,01 мг/л, тоді як за допомогою кисню - не нижче 0,3-0,5 мг/л; 2) 14С дозволяє визначати фотосинтез на горизонтах водної товщі, де чутливість кисневого методу вже недостатня. Наприклад, застосування радіовуглецю дозволяє фіксувати фотосинтез, а отже і більш точно визначати потужність фотичної зони р. Прип’яті на глибинах 3,5-7,2 м, тоді як кисневої модифікації - тільки до 1,8-3,0 м [18]; 3) висока чутливість радіовуглецевого методу дозволяє проводити короткочасові експозиції (2-4 години), що важливо в комплексних експедиціях.

Переваги кисневої модифікації: 1) отримання поряд з продукційними характеристиками фітопланктону даних по деструкції планктоном органічних речовин; 2) простота проведення досліджень; 3) дешеві реактиви і непотрібність спеціальних радіобіологічних лабораторій; 4) в період “цвітіння” води методична похибка (за рахунок виділення 14СО2 в процесі експозиції) радіовуглецевої модифікації вище, ніж кисневої [18].