0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ученые-экологи используют поведение рыб для контроля качества воды

Экология рыб;

Развитие.

Оплодотворенная икринка начинает делиться78.

Образуется многоклеточный зародыш, у которого на брюшной стороне виден желточный мешок — остаток запаса питательных веществ икринок. У окуня через 9-14 суток после оплодотворения личинка покидает оболочку икринки и вскоре начинает самостоятельно питаться сперва микроорганизмами, а потом мелкими рачками и другими животными, взвешенными в толще воды. Через некоторое время личинка становится похожей на взрослого окуня — это малек. Он растет сравнительно быстро: примерно через два месяца тело его бывает длиной 2 см, а через год молодой окунь вырастает до 10 см.

Экологией рыб называют понятие, которое включает изучение науки ихтиологии. Этот раздел науки вбирает в себя изучение жизни рыб, их место обитание, размножение, миграции. А ещё учёные-экологи, изучая рыб, обращают внимание на такие необходимые факторы, как популяции, внутривидовые отношения, например, конкуренция. Подводный мир очень интересен: большое удовольствие стоит наблюдать за стаями рыб, косяками, колониями. Экология рыб рассматривает такие нюансы, как сезонное поведение рыб, их жизненный цикл, пищевые взаимоотношения.
Факты говорят, что жизнь любого организма связана с его системой внутренних органов. На основе этого умозаключения учёные стараются понять функции органов и образ жизни не только на основе наблюдения, но и посредством детального, тщательного изучения органов, строения скелета этих животных, обитающих в водной среде. На основе этого учёные узнают приспособления данного организма, функции его внутренних органов.
Основное и главное понятие экологии нашего времени является теоретическое предположение, что окружающая среда и организмы, которые в ней проживают, очень тесно связанны, причём противоречиво. Всякий живой организм не может существовать, если он прекратил контакт с окружающим миром. Приспособление водных организмов заключается на основе того, что соприкасаясь со средой, научились жить и существовать в ней. Мир, который обеспечивает рыб, и не только, даёт различным организмам развиваться и существовать.
На заметку:ваша компания занимается перевозкой контейнеров? Но для начала их необходимо опечатать? Компания «Руспломба» предлагает предлагает приобрести специальное оборудование, благодаря которому процесс опечатывания будет проходить быстро и без проблем.

Современная биологическая наука учит, что определенной среде присущи те или иные организмы. Изучение биологии рыб наглядно подтверждает это положение. Организм рыб, начиная от формы тела и кончая дыхательным аппаратом и органами чувств, приспособлен к условиям жизни в воде.


Фото: Elliott Brown

Рыбам необходимо двигаться, чтобы находить пищу и спасаться от врагов. Однако вода оказывает значительное сопротивление их движению. Поэтому в процессе эволюции большинство рыб приобрело обтекаемую форму тела, облегчающую преодоление сопротивления водной среды.

Наиболее совершенную обтекаемую форму туловища имеют проходные рыбы, совершающие далекие миграции, например лососи. Почти такое же вальковатое или веретенообразное туловище, мощный хвост и некрупная чешуя у рыб, постоянно живущих на быстрине (форель, гольян, осман, усач и т. п.). Подчас некоторые рыбы (плотва, язь), обитающие в верховьях реки на быстром течении, обладают более вальковатым туловищем, чем рыбы того же вида, населяющие устье, где течение медленнее. Широкие, высокотелые рыбы обитают в тихих водах, так как здесь им не приходится бороться с течением; кроме того, такая форма тела помогает им лучше избегать хищников, менее охотно схватывающих широких рыб.

Различны формы туловища и у рыб, которые живут на дне и в верхних слоях воды. Например, у донных рыб (камбала, сом, налим, бычок) тело сплющенное, позволяющее им опираться на грунт большой поверхностью.

Иногда рыбы приспосабливаются к пассивному движению. Листовидная форма личинок угря облегчает их перенос течением с мест нереста угря, расположенных у берегов Центральной Америки, к местам постоянного обитания в водоемах Европы.

В случаях, когда рыбы почти не перемещаются, часть их туловища вместе с хвостом превращается в орган прикрепления (морской конек).

Известное влияние на форму тела оказывает и характер питания; например, у хищных рыб, догоняющих добычу, туловище обычно более прогонистое, чем у рыб, питающихся малоподвижной пищей.

Механизм движения рыб долгое время оставался неясным. Предполагали, что главную роль здесь играют плавники. Последними исследованиями физиков и ихтиологов доказано, что поступательное движение рыбы осуществляется преимущественно волнообразными изгибами тела. Некоторую помощь в движении вперед оказывает хвостовой плавник. Роль других плавников сводится в основном к координирующим и направляющим функциям — спинной и анальный плавники служат килем, грудные и брюшные — облегчают рыбе перемещение по вертикали и помогают поворачиваться в горизонтальной плоскости.

Биологический мониторинг качества воды

Задачи биомониторинга, системы биосигнализаторов токсичности воды с участием рыб и водяных рачков. Исследование питьевой воды на токсичность: биотесты с помощью водорослей и бактерий. Преимущества прибора для защиты качества питьевой воды ТоксПротект64.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Биологический мониторинг качества воды по зарубежным источникам

1.2.2 Материалы и методы химических испытаний

1.2.3 Испытания рыбы и испытания экспозиции

1.2.4 Расчет данных и статистический анализ

1.2.5 Результаты 3D частоты скорости бассейна

1.2.6 Продолжительность 3D плавательного поведения

2. Экологические методы исследования водных экосистем в России

2.2 ТоксПротект64 — интерактивный прибор для защиты качества воды

Качество воды постоянно контролируется различными службами. Биологический мониторинг, наряду с химическим, играет в этом процессе немаловажную роль.

Резкие изменения качества воды могут отслеживаться путем наблюдения за поведением водных обитателей в специальных условиях — установках биосигнализации, которые дают моментальную информацию о малейших изменениях в составе воды и дает возможность оперативно реагировать в случае необходимости.

Воздействие длительного загрязнения отслеживается с помощью растений и животных в их естественной среде обитания. Для долгосрочного мониторинга используют искусственные субстраты, погруженные в воду. Использование биологического мониторинга совместно с химическим анализом является наиболее эффективным и объективно отражает ситуацию с качеством воды на водном объекте.

Оценка качества воды химическими методами осуществляется путем рутинного (постоянного) отбора проб воды для анализа на контрольной точке. Технически возможно использование системы постоянного контроля за некоторыми компонентами (содержание кислорода, кислотность, электропроводность — общее содержание солей, а также наиболее распространенные тяжелые металлы и органические соединения). Но такая система контроля не всегда дает истинное представление о состоянии водного объекта.

Использование системы биологического мониторинга дает представление о качестве воды в целом.

Для оперативного слежения за качеством воды на станциях организованы системы биосигнализаторов с участием рыб и водяных рачков.

Рыбы помещаются в специальный прозрачный контейнер, снабженный системой датчиков, через который прямотоком проходит вода из реки. Система слежения работает круглосуточно и полностью автоматизирована. В норме рыбы располагаются посередине потока против течения. В случае изменения качества воды по одному или нескольким параметрам в сторону ухудшения рыбы мгновенно реагируют изменением поведения (замирают, оседают на дно, всплывают). Датчики отправляют зафиксированные изменения в поведении на компьютер для анализа. Одновременно происходит отбор проб воды для химического анализа.

В случае резкого изменения качества воды (сброс в реку токсичных веществ или промышленных отходов в высоких концентрациях) возможно автоматическое отключение подачи воды потребителям до выяснения причин такого изменения.

Аналогичная система работает на станции с использованием водяных рачков.

Инфракрасные датчики фиксируют количество перемещений дафний за промежуток времени. В случае изменения качества воды эта величина меняется. Рачки более чувствительны к изменению состава воды, по сравнению с рыбами, но и продолжительность их жизни намного меньше, что связано с необходимостью регулярно заменять рачков.

Для долгосрочного слежения за качеством воды на станции используют искусственные субстраты с водорослями и донными животными. Один раз в месяц субстраты извлекаются и проводится анализ результатов с помощью биотических индексов, которые учитывают качественный и количественный состав населения субстратов.

Система биологического мониторинга с использованием биосигнализаторов и искусственных субстратов доказала свою необходимость, оправдала затраченные на ее организацию средства и в настоящее время широко используется в бассейне реки Рейн.

1. Биологический мониторинг качества воды по зарубежным источникам

Мы проводили краткосрочные тесты по поведенческой токсичности у оризии (Oryzias latipes). Рыбы были экспонированы к токсикантам (цианистый калий [1 или 5 мг / л], фенол [12,5 или 25 мг /л], фенитротион [10 или 20 мг / л] или бентиокарб [10 или 20 мг / л]), и плавательное поведение регистрировалось в течении часа.

Читать еще:  В Карском море будут ловить больше рыбы

Оризии были помещены в экспозиционную камеру с непрерывной проточной системой. Две камеры отслеживали рыб в положениях спереди и сбоку в испытательной камере, и изображения с камер были использованы для расчета позиции оризии в трех измерениях (3D); 3D-данные были обработаны на компьютере и анализировалась как плавательная активность (скорость плавания и поверхностных свойств).

Плавательное поведения оризии подвергалось воздействию различных химических веществ. Частота быстрого плавания значительно возросла под воздействием цианистого калия (5 мг / л), фенола (25 мг / л), или фенитротиона (10 или 20 мг / л). Возрастание во времени закрытия нереста на поверхности воды наблюдалось при экспозиции рыб цианистым калием (1 или 5 мг / л), фенитротионом (10 или 20 мг / л), или бентиокарбом (20 мг / л). Мы полагаем, что загрязнение воды этими токсичными веществами при высоких концентрациях может быть регистратором мониторинга плавательного поведения оризии за часовой период.

Ключевые слова: медака, поведение плавания, водное качество, биомониторинг.

Все большее число химических веществ, находящихся в использовании в широком спектре областей, а также угрожающих водным системам, разлив химических веществ является заботой.

В самом деле, количество аварийных разливов токсичных химических веществ в реки и потоки были зарегистрированы по всему миру.

В 1986 году 30 тонн пестицидов было выпущено в реку Рейн в результате пожара в промышленном комплексе (Капель и другие, 1988).

В 1991 году, огромное количество фенола оказалось в реке Нактонгана в Южной Корее, и водные организмы были убиты (Ёшида, 2003).

Аварийный разлив цианидов произошел на северо-востоке Румынии в 2000 году (Солдан и другие, 2001).

Эти водные инциденты оставляют потребность в оперативных контролирующих системах для оценки качества воды на ранних стадиях токсических разливов.

Вообще, современные аналитические методы, которые используются для мониторинга качества воды в водных средах, в том числе в водных источниках. Однако, использование инструментального анализа в рамках онлайн-мониторинга может быть трудным для выявление неожиданных токсических веществ и комплексов химических веществ: инструмент анализа по-прежнему не в состоянии эффективно выявлять такие токсиканты в режиме реального времени.

Поэтому, есть необходимость развивать контролирующие онлайн-системы, которые используют водные организмы. Фактически, несколько биологических контролирующих онлайн-систем, которые используют водные организмы, были разработаны и используются для контроля водных источников и расходных материалов. Морские водоросли, дафнии, двустворчатые моллюски, и рыба были выбраны в качестве тест-организмов (Герхардт и др., 2006г).

Мы сосредоточились здесь на использовании поведения рыб для обнаружения загрязнения воды токсическими веществами. Рыбы являются идеальным тест-организмом для исследования динамической токсичности химических веществ в воде.

Изменение поведения рыбы является ценной конечной точкой для немедленной оценки наличия токсических веществ в воде.

Когда рыба подвергается воздействию высокого уровня токсикантов, она показывает изменение поведения до самой смерти. Таким образом, анализ такого аномального поведения рыбы является ценным для мониторинга качества воды в краткосрочный период.

Предыдущие исследования показали изменения в поведении рыбы, двумерные данные в основном были использованы для анализа поведения бассейна (Кане и др, 2004, Парк и др, 2005, Сузуки и др, 2003). Рыбы имеют пространственную способность рассуждения, и их бассейнов производительность стереоскопических в испытательной камере. Поэтому мы рассматривали, что будет полезно собрать и проанализировать трехмерные (3D) данные о динамике поведения.

Японский медака был выбран как испытательный организм и был рекомендован в качестве справочной рыбы (ОЕСД 1999) для нескольких экотоксикологических проверок. Они просты в обслуживании и взрослые небольшие (в среднем длина около 3 см). Мы провели краткосрочную динамику токсичности в медака и рассмотрели вопрос об изменении их поведения как способ контроля за качеством воды.

1.2.2 Материалы и методы химических испытаний

Испытание веществ цианистый калий (KCN,> 98% чистоты) и фенол (> 99% чистоты) были приобретены от Катаяма химической промышленности ООО (Осака, Япония) и Канто химической ОАО (Токио, Япония), соответственно. Фенитротион (МООС,> 98% чистоты) и бентиокарб (> 99% чистоты) были приобретены у Wако Pure химической промышленности (Осака, Япония). KCN и раствора фенола концентрации (100 мг / л), были подготовлены путем растворения в дехлорированной воде. Маточные растворы МООС и бентиокарб готовили растворением в диметилсульфоксиде (Wако Pure химическая промышленность, Осака, Япония.). А затем путем разбавления дехлорирования водопроводной воды.

2.2.3 Испытания рыбы и испытания экспозиции

Около 300 взрослых медак (4-6 месяцев после выводка; означает [± SD] веса, 270,0 ± 40,0 мг, общая длина, 31,2 ± 1,9 мм) были отобраны из маточного стада, которые были сохранены в течение 6 лет в лаборатории. Рыба находится под фотопериодом (14:10 ч свет: темно) и подается с Artemia ( 0 С, а растворенный кислород концентрация (среднее ± стандартное отклонение) составила 7,0 ± 0,2 мг / л. Мы выявили рыбу KCN испытание химических веществ (1 или 5 мг / л, четыре рыбы / лечение), фенол (12,5 и 25 мг / л, четыре рыбы / лечение), минприроды (10 или 20 мг / л; четыре рыбы / лечение), абентиокарб (10 или 20 мг/л; четыре рыбы / лечение) в течение 1 часа.

На рисунке 1 приведена схема тестовой экспозиции.

Рыбу помещают в тест камеру (длина 10 см, ширина 10 см, высота 15 см), в котором содержится около 1,8 л анализируемого раствора. Поставляется на проточные системы (расход, 400 мл / мин). Тестовый раствор был доставлен в испытательную камеру путем валика насоса (Eyela RP-1000, Токио Rikakikai Ко Ltd, Токио, Япония). Тестовые решения расхода дехлорированной водопроводной воды, были проверенны с помощью мерного цилиндра. Испытания решения в испытательной камере была возобновлена примерно в 12 раз / час.

Перед началом экспозиции, тест рыбу помещают в испытательную камеру и только дехлорированная водопроводная вода проходит через камеру в течение 30 мин, для акклиматизации. После 30-минутной адаптации, дехлорированная вода проходит через испытательную камеру еще 30 минут, тогда мы записали предварительное воздействие на поведение медаки.

Рис. 1 Схема тестовой экспозиции

Затем была введена в испытательную камеру в течение 60 мин. Плавательное поведение медаки записывались в течение 90 мин, в том числе предварительного периода воздействия.

Поведенческие параметры тестовой рыбы были зарегистрированы и количественно с биооборудованием на метр лабораторной рыбы (Seiko электрическое, Ltd, Фукуока, Япония). Две камеры отслеживали передние и боковые позиции рыбы в испытательной камере.

Плавательное поведение рыбы было записано двумя камерами и образы были направлены к компьютеру. Движение было зарегистрировано в 3D (х, у,и z координаты).

Исходя из этих данных, мы оценили поведение медаки от 3D скоростного плавания и 3D-поведение на поверхности. После воздействия теста, вся рыба была под наркозом в FA-100 решения (разбавление, 2000 раз; ООО Tanabe Seiyaku , Осака, Япония), осушенных на фильтровальной бумаге, и измеряют массу и длину тела.

2.2.4 Расчет данных и статистический анализ

Предыдущие исследования показали, что максимальная скорость плавания медаки примерно 300 мм / с при нормальных условиях. Iwamatsu (2006) Сообщается, что максимальная скорость рыб в секунду в 10 раз больше их общей длины. Таким образом, данные из 3D-бассейна скорости (S) были разделены на 6 групп скорости (0 ? S ? 50 50

Кроме того, известно, что рыба находится рядом с поверхностью воды, тогда она подвергаются воздействию токсичных веществ в высоких концентрациях (наплавки поведение). Поэтому мы оценивали продолжительность покрытия поведение (т.е. время, затраченное на не более чем на 20 мм ниже поверхности).

Различия в частотах каждого бассейна. Скорость и продолжительность наплавки поведение статистически сравнивались между неэкспонированными и подвергающимися условиями.

Все данные были проверены на предположения об однородности дисперсии через лечение с помощью теста Левена.

Данные были проанализированы на один дисперсионный анализ (ANOVA) и затем были проверенны с помощью теста Даннетта.

При отсутствии однородности было отмечено, непараметрические статистические сравнения были использованы для выявления различий между лечениями (Крускала-Уоллиса).

Различия между неэкспонированными и подвергающимися условиями в группах были определены с помощью отдельных Mann-Whitney U-тестов. Значение P

Ученые-экологи используют поведение рыб для контроля качества воды

Исследователи используют рыбку под названием синежаберный солнечник для обнаружения промышленных и сельскохозяйственных сливов в водопроводной воде. Изменения окружающей среды вызывают изменения в поведении и характере дыхания рыб. Электроды помещаются в емкости, в которых рыба плавает в воде из ближайшей системы водоснабжения, и если условия внутри емкости изменяются, раздается сигнал тревоги.

Вы знаете, откуда поступает ваша вода? Водопроводная вода поступает из разных источников. Прежде, чем она дойдет до крана, водоочистительные станции очищают воду из озер, рек и водоемов, но при этом все еще присутствует риск загрязнения из-за промышленных и сельскохозяйственных сливов.
Подполковник Мэт Скофилд, ученый-эколог в Военном Центре экологических исследований в области здравоохранения США в Форте Детрик, штат Мэриленд, говорит, «все пьют воду, и вопрос в том, содержит ли вода загрязнения или токсичные вещества вполне актуален».
Том Шедд, биолог Военного Центра экологических исследований в области здравоохранения США, утверждает, что когда происходят изменения в качестве воды, меняется и поведение рыб.

Читать еще:  Как рыбачить после дождя

Теперь, чтобы убедиться в безопасности воды, ученые-экологи используют то, что живет в воде, чтобы внимательно следить за ней — рыбу! В новой системе раннего предупреждения, называемой IAC 1090 или «Интеллектуальная Система Биомониторинга Воды», синежаберный солнечник является индикатором токсинов в нашей воде.

Восемь рыб находятся в камерах с водой из близлежащей системы водоснабжения. В присутствии загрязняющих веществ рыбы меняют характер дыхания. Электроды в каждой камере отслеживают любые изменения. Если шесть рыб взволнованны, раздается сигнал.
Шедд говорит, что в тот момент они не знают, что является загрязняющим веществом или стрессором для рыб, но уверены, что оно присутствует. Рыба уже отреагировала на два сельскохозяйственных разлива. Должностные лица смогли предотвратить попадание токсинов в питьевую воду.
Для защиты рыбы, каждая рыба заменяется новой, более молодой после трех недель мониторинга водопроводной воды. Эта система, изначально разработанная армией для армии, в настоящее время коммерчески доступна в городах и используется в Нью-Йорке, Сан-Франциско и Вашингтоне.
«Такая рыбная система – это здравый, логический способ контроля качества воды», говорит Шедд, что помогает сохранить их и вашу воду безопасной.

ИСТОРИЯ: синежаберные солнечники охраняют водоснабжение региона Вашингтона, а также способны спасти миллионы жизней в случае террористического нападения. Они являются ключевым компонентом нового устройства раннего предупреждения мониторинга воды, которое электронно анализирует поведение восьми синежаберных солнечников, чтобы обнаружить присутствие химических токсинов и других загрязнений. Система, называемая IAC 1090 Интеллектуальной Системой Биомониторинга Воды, используется также в Нью-Йорке и Сан-Франциско.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ: система биомониторинга напоминает багажное отделение, оснащенное кабелями и трубками и подключенное к монитору. Восемь молодых синежаберных солнечников плавают в ряду одиночных отсеков, погруженных в водопроводную воду и отделенных от других панелью из матового стекла. Электроды, прикрепленные к каждой камере, передают данные о перемещении рыб и характере их дыхания компьютеру. Когда рыба использует мышцы, чтобы дышать, через воду передаются электрические импульсы низкого уровня, которые фиксируются с помощью электродов.
Рыба кашляет, сгибая свои жабры, чтобы освободить дыхательные пути от нежелательных частиц, таких как песчинки. Если рыба проявляет признаки беспокойства в виде кашля или повышенной активности в ответ на наличие чего-то в воде, система автоматически подает сигнал, отбирает пробы, и оповещает власти по электронной почте и пейджеру, чтобы они могли выяснить, есть ли угроза для людей. Стоимость системы составляет от $ 45000 до $ 110000.
О СИНЕЖАБЕРНОМ СОЛНЕЧНИКЕ: синежаберный солнечник – это пресноводная рыба, обитающая в Северной Америке от Квебека до северной Мексики, и является рыбой штата Иллинойс. Свое название рыба получила благодаря ярко-синему цвету окантовки вдоль жабр. Синежаберный солнечник – это популярная промысловая рыба, ее ловят, главным образом, на рассвете и в сумерках. Она питается мелкими беспозвоночными и очень мелкой рыбой. Синежаберный солнечник может ускользать от хищников, прячась в затопленных пнях, и выживает в течение недели без еды. Синежаберный солнечник также чрезвычайно чувствителен к минутным изменениям качества воды, и ведет вполне оседлый образ жизни, что делает его идеальным кандидатом для системы IAC 1090.

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

критерий качества воды

Критерии качества воды, используемой для населения. Ограничения водопользования, обусловленные загрязнением, опасным для здоровья или ухудшающим санитарные условия жизни населения, называются гигиеническим критерием.[ . ]

Критерий качества воды — признак, по которому производится оценка качества воды по видам водопользования.[ . ]

Критерии качества воды водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей. Различают две категории водоемов рыбохозяйственного использования. К первой категории относятся водные объекты, в которых сохраняются и воспроизводятся ценные виды рыб, обладающих высокой чувствительностью к кислороду. Ко второй категории — водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей. Категория рыбохозяйственного использования водоемов определяется органами рыбоохраны с учетом будущего развития рыбного хозяйства и промысла. Состав и свойства воды таких водоемов должны удовлетворять рыбохозяйственным требованиям.[ . ]

Критерии качества води — признаки, по которым производится оценка качества во9ы по видам водопользования и водопотребления.[ . ]

Качество воды — характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования. Критерий качества воды — признак, по которому оценивается качество воды по видам водопользования.[ . ]

В качестве методов исследования используется широкий спектр средств статистической обработки данных (Шелутко, 1991), проводится оценка по стандартным нормативным критериям качества воды (ПДК), а также с использованием понятий «высокое загрязнение» (ВЗ) и «экстремально высокое загрязнение» (ЭВЗ) водного объекта. Зенин, Белоусова, 1988), критериям выявления зон экологического бедствия и чрезвычайной экологической ситуации.[ . ]

Главным критерием качества воды и атмосферы в нашей стране являются ПДК. Но они установлены далеко не для всех веществ. Спуск в водоемы новых веществ, ПДК которых не определены, в Нашей стране запрещен. Кроме того, часто используют значения ПДК не для сточных вод, а для водоема. Таким образом, появляется возможность достичь установленного ПДК простым разбавлением сточных вод, чем часто пользуются. Около половины сточных вод на Земле не подвергается специальной очистке перед сбросом в водоемы. Их обезвреживание заключается лишь в разбавлении чистой водой и самоочищении водоемов. Например, сточные воды заводов по производству полиэтилена и полистирола надо разбавлять в 30 раз; сточные воды от производства синтетического каучука — в 185 раз.[ . ]

Контроль качества воды исключительно важен при косвенном повторном использовании воды, а также при рассмотрении возможности ее прямого повторного использования. На основе долгосрочного (рассчитанного на 50 лет) регионального планирования и обширных исследований должна быть разработана объединенная система водоснабжения и канализации. Цель планирования заключается в следующем: создание системы контроля над качеством воды; определение происхождения всех стоков; оценка эксплуатационных свойств и возможностей всех водопроводных и канализационных очистных сооружений; проведение специальных исследований для решения некоторых специфических для данного района проблем; проверка соблюдения современных стандартов на качество воды. Последнее является основополагающим для контроля над качеством воды. На рис. 14.1 показана взаимосвязь между различными стандартами и процессами потребления и обработки природной воды и сточных вод. Стандарты для поверхностных водных источников устанавливают качество, приемлемое для того или иного применения воды, например для коммунального водоснабжения. Стандарты на качество сбрасываемых в водоемы обработанных сточных вод устанавливают качественные показатели стоков с промышленных предприятий и городов с тем, чтобы они обеспечивали критерии качества воды поверхностных источников. Промышленные предприятия, расположенные в городах, обязаны соблюдать правила пользования городской канализационной сетью. Для системы общественного водоснабжения установлены стандарты па питьевую воду.[ . ]

Основными критериями качества воды являются ее физические, химические, бактериологические и биологические показатели.[ . ]

Комитет по разработке критериев качества воды при Департаменте внутренних дел США установил ПДК в поверхностных водах, используемых без очистки, 0,15 мг/л, а желательную концентрацию — менее 0,04 мг/л [3].[ . ]

Та кого рода исследования необходимы при составлении для производстве списков возможных эагряаняюш веществ ¿ж-руяащей ореда, .[ . ]

Критический анализ накопленных за последние четверть века экспериментальных данных и полевых наблюдений привел меня к выводу о необходимости четко различать токсикологические и экологические критерии качества воды в рыбохозяйственных водоемах. Парадоксально, но факт: сегодня при оценке качества воды для рыб основным критерием служит наличие или отсутствие в ней токсических веществ. Между тем нормальная жизнедеятельность рыб, их поведение и воспроизводство в решающей мере определяются экологическими факторами водной среды абиотической и биотической природы. Это прежде всего температура воды, содержание в ней кислорода и двуокиси углерода, величина pH, ионный состав воды и др. Эти важнейшие для рыб экологические факторы водной среды претерпевают резкие изменения как под влиянием естественных причин (суточные и сезонные колебания), так и при многофакторных антропогенных воздействиях на водоемы, в том числе и под влиянием химического, теплового, кислотного и биогенного загрязнений.[ . ]

В США общее содержание органических веществ лимитируется также по показателю «экстракт углерода в хлороформе» — 0,2 мг/л, а для некоторых органических веществ (поверхностно-активных, фенолов, цианидов) установлены дифференцированные нормы [55]. В США комитет по критериям качества воды при Министерстве внутренних дел рекомендовал в качестве предельно допустимой для Сырой воды концентрацию ((экстракта углерода в хлороформе» 0,15 мг/л, а для очищенной — менее 0,04 мг/л. Этот комитет считает желательным, чтобы в питьевой воде после очистки совершенно не было цианидов, фенолов, а также веществ, токсичность которых еще не установлена.[ . ]

Читать еще:  Рыбалка под Калугой: рыба малоактивна

Наконец, и это необходимо особо подчеркнуть, в результате многофакторного антропогенного воздействия на водоемы резко ухудшаются экологические условия обитания рыб. Эти изменения сами по себе, т. е. без дополнительного влияния токсического фактора, вызывают многочисленные отрицательные воздействия на жизнедеятельность рыб, их рост и развитие, а в конечном счете — на их численность и биологическую продуктивность. В связи с этим во весь рост встает вопрос об экологическом нормировании и экологических критериях качества воды рыбохозяйственных водоемов, которому до настоящего времени не уделялось должного внимания. Основным инструментом экологического нормирования должны быть экологические ПДК, т. е. предельно допустимые колебания экологических факторов водной среды, таких, как температура воды, содержание в ней кислорода, жесткость воды и величина pH. Сегодня уже не приходится сомневаться в том, что ухудшение любого из этих основных экологических факторов водной среды абиотической природы оказывает отрицательное воздействие на ихтиофауну рыбохозяйственных водоемов.[ . ]

Анализ представленных в первой части монографии материалов показывает, что под влиянием химического, теплового, кислотного и биогенного загрязнений водоемов происходит резкое изменение абиотических факторов водной среды, таких, как температура, содержание кислорода, концентрация водородных ионов, определяющих нормальную жизнедеятельность рыб и других гидробионтов. Эти измененйя представляют особую опасность по двум причинам. Во-первых, резкие перепады температуры, дефицит кислорода или закисление воды сами по себе оказывают мощное отрицательное влияние на рост и развитие, численность и продуктивность различных видов рыб и их кормовых организмов. Во-вторых, отклонение экологических факторов водной среды от оптимума в ту или иную сторону вызывает нарушение нормального хода многих физиологических и биохимических процессов в организме рыб, вследствие чего снижается их общая резистентность, в том числе токсикорезистентность и устойчивость к инфекционным и инвазионным заболеваниям. Отсюда следует необходимость активизации исследований по двум направлениям: экспериментальный анализ характера влияния изменяющихся абиотических факторов водной среды на устойчивость различных групп рыб к разным токсикантам и учет этих влияний при экспериментальном обосновании ПДК отдельных токсикантов, а также разработка экологических критериев качества воды рыбохозяйственных водоемов с помощью экологических ПДК — предельно допустимых колебаний абиотических факторов водной среды.[ . ]

К сожалению, токсикология рыб (ихтиотоксикология) и рыбохозяйственная токсикология, равно как и «водная токсикология», долгое время развивались в отрыве от экологической физиологии рыб и других гидро-бионтов. В результате богатейший экспериментальный материал, полученный в последние десятилетия, по влиянию изменений важнейших экологических факторов водной среды в толерантном и летальном диапазонах на физиологические процессы и биохимический статус рыб, оставался вне поля зрения экологов и токсикологов и не учитывался при разработке критериев качества воды для пресноводных и морских рыб. Между тем экспериментально доказано что экстремально высокие температуры, низкое содержание кислорода и высокое содержание двуокиси углерода в воде, низкие величины pH воды сами по себе вызывают гибель рыб, нарушают воспроизводство, изменяют поведение и в конечном счете снижают рыбопродуктивность в том или ином водоеме. С другой стороны, изменение абиотических факторов водной среды в толерантном диапазоне снижает токсикорезистентность рыб, устойчивость к инфекционным и паразитарным заболеваниям.[ . ]

Пущинские учёные рассказали, как проводят мониторинг качества воды

27 июня 2019 г., 16:45

В настоящее время во всём мире проблема оценки качества вод стоит очень остро и является по-настоящему актуальной. Существуют химические, бактериальные, радиоактивные, тепловые и механические типы загрязнений прудов и озёр, рек и морей. Для проверки и контроля качества вод применяются различные методы.

– Традиционно используются химические методы. Они точны и имеют развитую методологическую базу. Очень много выпущено различных инструментов, – говорит Пётр Машкин, научный сотрудник Института экологии и эволюции РАН, сотрудник ПущГЕНИ.

Но химические методы обладают одним существенным недостатком. Они не могут предсказать, как все вещества одновременно взаимодействуют в природе. А вот биологические методы могут.

– Начиная с 90-х годов стали создаваться биоэлектронные комплексы. В них индикаторами являются живые организмы: двустворчатые моллюски, раки, рыбы, имеющие слабую электрическую активность, – перечисляет Пётр Машкин.

Несколько вариантов таких биоэлектронных устройств разработал московский Институт экологии и эволюции Российской Академии Наук имени Северцова совместно с Пущинским государственным естественно-научным институтом. Они также создали линейку приборов, которые можно использовать в лабораторных условиях. Такая стационарная установка для контроля качества воды работает на Рублевском водозаборе в Москве. Но и в Пущине нашей съёмочной группе показали подобное биоэлектронное устройство, только меньшего размера.

– Сам метод довольно прост. Используются моллюски, взятые непосредственно из реки. К ним приклеиваются датчики, которые широко распространены сейчас во всём мире для данных целей. Эта оптоэлектронная пара позволяет контролировать частоту сердечных сокращений прямо через раковину моллюска, не повреждая её и не вызывая какого-то дискомфорта у живых организмов, объясняет Пётр Машкин.

Работа экологов проходит и в стенах института, и у водоёмов. Пётр Машкин развернул свою переносную лабораторию на берегу реки Оки.

– Перед нами полевая станция, в которой используются моллюски для контроля качества воды. Они живут в этой реке, это для них родная стихия, – говорит Пётр Машкин.

На данный момент количество таких установок невелико, потому нет и постоянного контроля за состоянием водоёмов. Если создать сеть таких станций по рекам, то можно отслеживать источники сбросов, процесс распространения загрязнения.

– Моллюски в случае опасности начинают останавливать ритм сердца и закрывают раковины. Это является сигналом того, что процессы, которые происходят в воде, неблагоприятны для живых организмов. То есть моллюски не говорят о том, что и кем сброшено, они сообщают о том, что здесь опасно, – рассказывает Пётр Машкин.

И такой своевременный сигнал оповещения об опасности важен не только для экологов, но и для жителей городов, подачу воды в которые обеспечивают именно реки, для работников животноводческих ферм, что организуют водопой, а также для любителей поплавать в тёплую погоду.

– Биоэлектронные приборы пользуются спросом в лабораториях школ, институтов и университетов. Кроме того, такими установками можно снабдить очистные сооружения. Как только произойдёт сброс некачественной воды, уведомления будут в автоматическом режиме отправлены в природоохранные органы, – говорит Пётр Машкин, научный сотрудник Института экологии и эволюции РАН, сотрудник ПущГЕНИ.

Петра Машкина можно смело назвать кардиологом. Он наблюдает на экране компьютера за частотой сердечных сокращений у моллюсков. Ежедневно перед его глазами проплывают сразу несколько кардиограмм. А вот его коллегам помогают проводить мониторинг малых рек и Оки другие живые организмы, а именно планарии. За ними наблюдают юные исследователи под руководством волонтёров-магистрантов. Работа ведется в рамках совместной школы ПущГЕНИ и ИТЭБа. Если планарии регенерируют довольно быстро, то это значит, что в месте их обитания находятся гормоны, стимулирующие рост. А если данный процесс происходит медленно, то это указывает на то, что вода токсична.

– Если всё будет хорошо, мы этот проект будем вести дальше. Каждый месяц берётся проба воды в четырёх местах, и, соответственно, ребята смотрят потом как регенерирует планария в этой воде. Данные опыты проводятся в лаборатории. Мы берём пробу в воде, а вся работа с планариями проходит уже в лаборатории, здесь, у нас в институте, – уточняет Харлампий Тирас, к.б.н, зав. кафедрой гуманитарных наук ПущГЕНИ, зав. лабораторией функциональной биоморфологии ИТЭБ РАН.

Разработки ученых позволяют комплексно исследовать состояние воды, а разнообразие методик – получать полную картину. Пущинские экологи знают, что даже у моллюска есть сердце, которое чутко реагирует на проблемы окружающей среды. Но для того чтобы справиться с загрязнением водоёмов этого недостаточно. Важно, чтобы такие же неравнодушные сердца бились в груди людей.

По сообщению Министерства экологии и природопользования Московской области, программа реабилитации малых рек стартовала в Подмосковье. Её задачи: охрана природной среды, определение и ликвидация источников негативного воздействия, модернизация очистных сооружений, мониторинг качества вод.

Источники:

http://studopedia.su/15_127579_ekologiya-rib.html
http://knowledge.allbest.ru/ecology/2c0a65625a3ad68a5d43b89421206c36_0.html
http://www.ohotniki.ru/fishing/world/article/2012/08/15/636409-uchenyieekologi-ispolzuyut-povedenie-ryib-dlya-kontrolya-kachestva-vodyi.html
http://ru-ecology.info/term/5393/
http://inpushchino.ru/novosti/nauka/pushchinskie-uchyonye-rasskazali-kak-provodyat-monitoring-kachestva-vody

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять
Adblock
detector