Сапробность и биоиндикация качества воды

Сапробность (от греч. sapros – гнилой) – физиолого-биохимические свойства организма (сапробионта), обусловливающего его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, поступающих в водоем преимущественно с хозяйственно-бытовыми стоками.

Ухудшение качества воды многих водоемов и водотоков поставило перед исследователями задачу разработки систем оценки степени загрязнения по биологическим показателям.

Появилась потребность в более или менее универсальном показателе загрязнения – причем таком, который поддавался бы относительно простой оценке и при этом имел бы прогностическую ценность – то есть отражал реальное качество воды и пригодность ее для различных хозяйственных целей.

Ни один химический показатель не годится для этой цели, поскольку загрязнители воды весьма многообразны, и химические реакции на них в водоемах также нелинейны.

Наиболее корректный химический показатель – содержание в воде растворенного кислорода. Большинство загрязнителей воды имеют органическую природу, в водоемах они подвергаются разложению микроорганизмами, при этом быстро расходуется кислород (вплоть до его полного исчерпания в воде). Однако, на практике измерять содержание кислорода очень неудобно, главным образом в силу высокой изменчивости этого показателя (он зависит от времени суток, погоды, расстояния до поверхности воды и многих других динамичных факторов).

Наиболее практичный критерий предложили биологи, показавшие, что водные организмы, как правило, реагируют на уровень загрязнения в целом, независимо от конкретных источников загрязнения. Уже в 1908-1909 гг. Кольквитц и Марсон разделили ряд изученных ими гидробионтов по степени чувствительности к загрязнению, а сами водоемы – на классы загрязненности, соответствующие определенным группам обитателей. Сама мера загрязнения (и мера чувствительности гидробионта к нему) получила название сапробности.

Определение сапробности

В соответствии с разделением всех вод на зоны сапробности среди всего населения водоемов выделяют индикаторные или показательные виды, характеризующие те или иные зоны сапробности:

1. организмы сильно загрязненных вод - полисапробы или полисапробионты; (греч. sapros - гнилой и bios - жизнь) организмы, обитающие в бедных кислородом или бескислородных водах, но содержащих значительное количество органических веществ, СО₂, сероводорода, метана, а в илах – сульфида железа. Смена сообществ организмов в таких водах часто катастрофически быстрая.Среди П. преобладают редуценты - бактерии (сотни тыс.- миллионы в 1 мл) и их потребители. К облигатным П. относятся бактерии (Zooglea ramigera и Beggiatoa alba), жгутиконосец (Oicomonas mutabilis), инфузории (Paramecium putrinum и Vorticella microstoma); к факультативным П.- бактерия (Sphaerotilus. Natans), зелёная водоросль (Polytoma uvella), малощетинковый червь трубочник обыкновенный (Tubifex tubifex) и др.

Активно разлагая органические вещества, П. осуществляют природную биологическую очистку сточных вод. На искусственных очистных сооружениях П. входят в состав активного ила.

2. организмы умеренно загрязненных вод - мезосапробионты или мезосапробы; организмы, обитающие в водах, умеренно загрязненных органическим веществом.

Различают α-мезосапробы и β –мезосапробы. Первые способны развиваться при значит, дефиците кислорода. Это преимущественно коловратки, неокрашенные жгутиковые (особенно рода Bodo), ресничные инфузории, некоторые малощетинковые черви, зелёные нитчатые водоросли, синезелёные водоросли, главным образом рода Oscillatoria. Вторые- типичные обитатели большинства континентальных вод, содержащих достаточное кол-во свободного кислорода. Это - губки, мшанки, моллюски, рыбы, лягушки, цветковые растения и диатомовые водоросли.

3. организмы слабо загрязненных вод - олигосапробы или олигосапробионты; организмы, обитающие в чистых или слабо загрязнённых органическими веществами водах, содержащих избыток растворённого кислорода. Для олигосапробов характерно большое видовое разнообразие при медленной смене сообществ. К ним относят некоторые зелёные и диатомовые водоросли и цветковые растения (кувшинка белая); некоторые коловратки, мшанки и губки, моллюск дрейссена, ветвистоусые ракообразные (дафнии, битотрефесы), личинки стрекоз и подёнок; стерлядь, форели гольян; тритоны. Среди олигосапробов множество хищников, но мало сапротрофов, в т. ч. бактерий (сотни и десятки в 1 см³ воды), и организмов, питающихся бактериями.

4. организмы совершенно чистых природных вод - ксеносапробы или ксеносапробионты.

 

 

КРИТЕРИИ И ШКАЛА ОЦЕНИВАНИЯ

Оценка	Критерии оценки
Отлично	Правильность выполнения задания на практическую работу в соответствии с вариантом; высокая степень усвоения теоретического материала по теме практической работы. Способность продемонстрировать преподавателю навыки работы в инструментальной программной среде, а также применить их к решению типовых задач, отличных от варианта задания. Высокое качество подготовки отчета по практической работе. Правильность и полнота ответов на вопросы преподавателя при защите работы.
Хорошо	Демонстрирует достаточно высокий/выше среднего уровень выполнения задания на практическую работу в соответствии с вариантом и хорошую степень усвоения теоретического материала по теме практической работы. Все требования, предъявляемые к работе, выполнены.
Удовлетворительно	Демонстрирует средний уровень выполнения задания на практическую работу в соответствии с вариантом. Большинство требований, предъявляемых к заданию, выполнены.
Неудовлетворительно	Демонстрирует низкий/ниже среднего уровень знаний, умений, навыков в соответствии с критериями оценивания. Многие требования, предъявляемые к заданию, не выполнены.

 

Зависимость баллов в БРС университета за выполнение и защиту практической работы от оценки в традиционной шкале «отлично-хорошо-удовлетворительно-неудовлетворительно» можно представить в таблице.

 

Оценка	отлично	хорошо	удовлетворительно	неудовлетворительно
Баллы в БРС

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основная литература:

1. Белясова, Н.А. Микробиология. – М.: Высш. Шк, 2012.

2. Богданова, О.Ю. Микробиология водных экосистем: учеб. пособие для студентов/ О.Ю. Богданова. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2016.

3. Госманов Р.Г. Микробиология: Учеб. для студ. и вузов /Р.Г.Госманов и др. – СПб, Москва, Краснодар: Издательский центр «Лань», 2011.

4. Госманов Р.Г. Санитарная микробиология: Учебное пособие /Р.Г.Госманов, А.Х.Волков, А.К.Галлиулин, А.И.Ибрагимова. – СПб, Москва, Краснодар: Издательский центр «Лань», 2010.

5. Нетрусов, А.И. Микробиология. Учебник/ А.И. Нетрусов, И.Б.Котова. – М.:Академия, 2012.

6. Перетрухина А.Т., Луценко Е.С. Микробиологический и вирусологический мониторинг Кольского залива и водных экосистем г. Мурманска: монография под ред. А.Т. Перетрухиной. – Мурманск: изд-во МГТУ, 2011.

7. Перетрухина, А.Т. Гидросфера как среда обитания. Учебное пособие/А.Т. Перетрухина, О.Ю. Богданова, В.Е. Осауленко. – Мурманск: Изд-во МГТУ, 2013.

8. Широкая, Т.А. Гидрохимические исследования бассейна Кольского залива: Учебное пособие/Т.А.Широкая, С.И.Овчинникова. – Мурманск: Изд-во МГТУ, 2011.

 

Дополнительная литература:

1. Борисов, Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология: учеб. – М.: ОО Мед.информ.агентство, 2001.

2. Вербина, Н.М. Гидромикробиология с основами общей микробиологии / Н.М. Вербина. – М.: Пищ.пром-ть, 1980.

3. Жизнь микробов в экстремальных условиях: под ред. Д. Кашнера.- М.: Мир, 1981.

4. Заварзин, Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии /Г.А. Заварзн. – М.: Наука, 2004.

5. Емцев, В.Т. Микробиология: учебник для студ. вузов/В.Т. Емцев, Е.Н. Мишустин. – 6-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2006.

6. Коротяев, А.И. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология / А.И. Коротяев, С.А. Бабичев. – М.: СпецЛит, 2002. – 350 с.

7. Лабинская, А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований / А.С. Лабинская. – М.: МГУ, 1987.

8. Макаревич, Е.В. Гидромикробиологический контроль сточных вод. Методические указания /Е.В. Макаревич, М.Ю.Литвинова. - Мурманск: Изд-во МГТУ, 2008.

9. Нетрусов, А.И. Общая микробиология: учебник для студ. высш. учеб. заведений/А.И. Нетрусов, И.Б. Котова. – М.: ИЦ «Академия», 2007.

10. Определитель бактерий Берджи / под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Смита и др. – Москва: Мир, 2007.

11. Руководство по методам биологического анализа морской воды и донных отложений: под ред. А. И. Цыбань.- Л.: Гидрометеоиздат, 1980.

12. Федоров В.Д., Капков В.И. Практическая гидробиология: Пресноводные экосистемы. – Москва: ПИМ, 2006.

 

 

РЕЦЕНЗИЯ

на методические указания к практическим работам по дисциплине «Гидромикробиология» для направления 06.03.01 «Биология»

для студентов очной формы обучения

 

Составитель: И.В. Ускова, к.б.н., доцент кафедры микробиологии и биохимии ФГБОУ ВПО МГТУ; Блинова Е.И., старший преподаватель кафедры микробиологии и биохимии ФГБОУ ВПО МГТУ

Методические указания составлены в соответствии с ФГОС ВО по направлению 06.03.01 «Биология», а также рабочей программой по дисциплине «Гидромикробиология».

В результате изучения теоретического материала и освоения курса практических работ по дисциплине «Гидромикробиология» студенты освоят основные современные методы, используемые в гидромикробиологии, методы изучения водных экосистем, микробиоценозов, также получат знания о функционировании бактериоценозов водных экосистем, об особенностях физиологических групп микроорганизмов, роли микроорганизмов в круговороте органических веществ в водоемах.

Рецензируемые методические указания к практическим работам по дисциплине «Гидромикробиология» будут способствовать систематизации и закреплению студентами полученных знаний.

Методические указания к практическим работам по дисциплине «Гидромикробиология» для направления 06.03.01 «Биология» для студентов очной формы обучения составлены в соответствии со всеми необходимыми требованиями и рекомендуются для издания через ИПЦ ФГБОУ ВПО МГТУ.

 

 

Канд. биол. наук, научный сотрудник кафедры микробиологии и биохимии ФГБОУ ВПО МГТУ

Мирошниченко Е.С.