БИОИНДИКАЦИЯ И БИОТЕСТИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Наряду с приборными методами оценки загрязнения природной среды, используются методы так называемой биологической индикации и биотестирования, основанные на учете живых организмов (тест-объектов), особенно чувствительных к конкретным химическим примесям.

В лесных экосистемах удобным тест-объектом могут служить жуки-короеды. Необратимо ослабленные отмирающие деревья обильно заселяются короедами, но в случаях гибели насаждений именно от загрязнения атмосферного воздуха химическими веществами короеды не получают широкого распространения. Поэтому факт отмирания насаждений при отсутствии заселения деревьев короедами может служить индикатором наличия в воздухе загрязняющих веществ промышленного происхождения.

Биотестирование считается в настоящее время необходимым условием получения интегральных оценок загрязненности воды ксенобиотиками, поскольку нормируются далеко не все загрязняющие вещества и далеко не все могут быть определены непосредственным химическим экспериментом. Кроме того, в ряде случаев требуются быстрые (экспрессные) методы устано'вле- ния самого факта загрязненности воды, особенно в условиях аварийных ситуаций *.

В качестве организмов-индикаторов используются водообитающие микроорганизмы, в частности бактерии, а также водоросли, беспозвоночные (инфузории, коловратки, ракообразные, моллюски). Надежным тест-объектом могут служить некоторые виды рыб. Отметим, что на некоторых крупных внеплощад- ных очистных сооружениях во вторичных отстойниках (перед сбросом очищенных вод) содержат рыбок гуппи.

Исследуемыми показателями являются, например, люминесценция светящихся бактерий и водорослей, электрическая реакция клеток водорослей, двигательная активность инфузорий, их выживаемость, нарушение фототаксиса (движения на свет) коловраток, реакция закрывания створок моллюсков, дыхательная и сердечная активность рыб и многое другое.

Существует метод определения загрязненности воды ионами тяжелых металлов по изменению двигательной активности пиявок. Обычно при помещении пиявок в опытные сосуды у них наступает спад активности (статичное состояние), однако при внесении в воду загрязненной воды это состояние меняется на динамичное — с активным движением. Оловоорганические соединения в воде подавляют интенсивность роста опытных штаммов бактерий. Люминесцентная микроскопия основана на способности некоторых соединений, входящих в состав клеток водорослей, светиться, например, ярко-красным светом при облучении их ультрафиолетовыми или короткими сине-фиолетовыми лучами. Так, ярко-красное свечение характерно для жизнеспособных клеток, тусклое — для клеток с ослабленной жизненной активностью, оранжево-красное — для отмирающих, а голубовато-зеленое — для мертвых клеток. Используя специальные шкалы, можно определить факт наличия или отсутствия токсичных веществ в исследуемой воде, а также иногда — их концентрацию.

Как правило, биотестирование не позволяет установить спектр загрязняющих веществ в воде (если они заранее неизвестны), но дает возможность быстро установить факт загрязненности. Однако, используя различные тест-объекты, можно получить информацию и о составе загрязняющих веществ.

Известный исследователь А. Н. Крайнюкова (1988) называет задачи мониторинга, которые могут решаться при помощи биотестирования:

токсикологическая оценка промышленных и городских сточных вод с целью выявления потенциальных источников высокого и экстремально высокого их загрязнения;

контроль в оперативном и непрерывном режимах аварийных и иных залповых сбросов высокотоксичных сточных вод;

оценка степени токсичности сточных вод на разных стадиях их формирования для проектирования локальных очистных сооружений;

контроль токсичности сточных вод, подаваемых на сооружения биологической очистки, с целью предупреждения поступления токсичных веществ в биоценоз активного ила;

определение уровней безопасного разбавления сточных вод для организмов гидробионтов при корректировке и установлении предельно допустимых сбросов;

токсикологическая оценка сбросных и дренажных вод и выявление водных объектов с опасным уровнем загрязнения воды;

экологическая экспертиза новых технологий и материалов, проектов строительства, и реконструкции очистных сооружений.