Influența Gradului DE Poluare A Apelor Asupra Populațiilor DE Bioindicatori DIN Rîul Răut
MINISTERUL EDUCAȚIE AL REPUBLICII MOLDOVA
UNIVERSITATEA DE STAT ,,ALECU RUSSO”, DIN BĂLȚI
FACULTATEA DE ȘTIINȚE REALE, ECONOMICE ȘI ALE MEDIULUI
CATEDRA DE ȘTIINȚE ALE NATURII ȘI AGROECOLOGIE
INFLUENȚA GRADULUI DE POLUARE A APELOR ASUPRA POPULAȚIILOR DE BIOINDICATORI DIN RÎUL RĂUT
TEZĂ DE LICENȚĂ ÎN ȘTIINȚE ALE NATURII
Autor:
Studentul grupei ______
Dumitru Ciocîrlan
____________________
Conducător științific:
Ion Burcovschi
drd., lect. univ.
____________________
BĂLȚI, 2016
Controlată:
Data ___________________
Conducător științific: Ion Burcovschi, (drd., lect. univ.)
__________________
(semnătura)
Adnotare
Aprobată
și recomandată pentru susținere
la ședința Catedrei de Științe ale Naturii și Agroecologie
Proces verbal nr. ______ din __________
Șeful catedrei __________________________
dr., conf. univ. ____________
Lista abrevierilor:
DCA – Directiva Cadru pentru Apă
D.D.T- Diclor-difenil-triclorotan
DMCM- Direcția de Monitoring al Calității Mediului
ONU – Organizația Națiunilor Unite
SHMS – Serviciul Hidrometeorologic de Stat
INTRODUCERE
Apa este cel mai important factor pentru menținerea vieții pe Pămînt. Organizațiile internaționale umanitare consideră că apa potabilă, resursă naturală elementară pentru existența umană, va deveni în acest secol motiv de dispute între națiuni și rezervele de apă dulce, de suprafață sau subterane, fiind într-o continuă scădere. Anticii considerau apa ca origine a tuturor lucrurilor, fruct al dragostei dintre cer și pămînt. Concepțiile au evoluat, însă nimeni nu poate contesta rolul deosebit al substanței pe care Leonardo da Vinci o numea “seva vieții pe pămînt”. [5]
Actualitatea tezei se manifestă prin faptul că anual, ba chiar trimestrial, calitatea apelor curgătoare din RM scade. Apele rîului Răut sunt poluate grav, și stațiile de epurare existente nu fac față gradului de poluare. În rezultat noi avem un volum mare de apă în Răut dar calitativ nu corespunde normelor sanitare. Din acest motiv invocăm necesitatea studierii influenței gradului de poluare a apei asupra populațiilor de bioindicatori din rîul Răut.
Scopul lucrării constă în evidențierea impactului apei poluate asupra populației de bioindicatori din rîul Răut.
Obiectivele cercetării se axează pe:
Studiul necesităților nutritive a sfeclei de zahăr în condițiile Republicii Moldova;
Sublinierea importanței sfeclei de zahăr pentru economia Republicii Moldova;
Studierea influenței diferitor doze de îngrășăminte asupra productivității sfeclei de zahăr.
Determinarea eficienței economice a folosirii îngrășămintelor minerale asupra fertilizării sfeclei de zahăr.
Noutatea și importanța cercetării: Situația apelor dulci atît la nivel local, cît și la cel global devine din ce în ce mai alarmantă. Există riscul că populația RM să nu-și poată asigura alimentarea cu apă potabilă de calitate înnaltă de aceea este important de a studia cum apa de o calitate mai proastă acționează asupra populațiilor de bioindicatori, și cum se pot utiliza acestea pentru a ameliora situația creată.
Structural teza este expusă pe 38 pagini de text, conține 12 tabele, 2 figuri. Structural, lucrarea constă din introducere, rolul bioindicatorilor în determinarea gradului de poluare a apelor curgătoare, diversitatea speciilor cu rol de bioindicator din rîul Răut, perspectivele utilizării acestor specii, concluzii și bibliografie.
CAPITOLUL I. ROLUL BIOINDICATORILOR ÎN DETERMINAREA GRADULUI DE POLUARE A APELOR CURGĂTOARE
Conform datelor O.N.U., creșterea consumului de apă în lume se produce în progresie geometrică, astfel încît în unele zone se face simțită lipsa ei. Prin consumul mare de apă nu scad resursele naturale care sunt recuperabile, dar se limitează utilizarea acestora datorită poluării intensive ale acestora. Pentru o evaluare corectă a calității apelor este necesar să se verifice dacă indicatorii fizico-chimici sunt în conformitate cu standardele propriu zise și dacă nu există pătrunderi continue de poluanți. Este necesar și managementul calitativ al stării de sănătate a organismelor ce trăiesc în ea. Cînd acestea dispar sau numărul lor scade, este un semn de alertă că apa a devenit toxică. [17]
Inițial, în multe țări evaluarea calității apei în scopul administrării ei a avut la bază datele fizico-chimice. Oxigenul este un parametru foarte important ce influențează tipul de organisme ce pot fi găsite într-un rîu. Toate organismele au nevoie de oxigen, dar fiecare specie are propriile sale necesități: unele au necesități mai mari,de exemplu specii care trăiesc în torente, altele folosesc concentrații mici. Dacă concentrația de oxigen din rîu scade, majoritatea speciilor sensibile vor dispărea iar speciile iubitoare de concentrații mici se vor dezvolta foarte bine. În apele puternic poluate, caracterizate prin carențe mari de oxigen sau neoxigenate, nici un organism nu poate fi găsit. Aceste concluzii au dus la un sistem de indicatori biologici ai rîurilor, sistemul saprob al poluării (,,sapros,,= putrefacție). Metodele de evaluare biologică au devenit în totalitate acceptate în anii ’70 ai secolului trecut, ca urmare a schimbării punctului de vedere privind problemele calității apei de la încărcătura anorganică și organică, la impactul asupra vieții acvatice și a efectelor toxice ale substanțelor poluante. Un fapt recent în evaluarea biologică este abordarea ecologică sau integrată în care se consideră calitatea ecosistemului acvatic ca tot-unitar, care include nu doar zona de apă sau cursul de apă însuși, ci sistemul acvatic corelat (fundul apei sau sedimentul), zonele riverane și terestre precum fauna și flora existentă. Calitatea apei și modificările datorate diverselor forme de poluare influențează compoziția biocenozelor acvatice (tip și număr de organisme), iar acestea pot reprezenta un mijloc de diagnosticare a calității apei. [6]
Bioindicatori sunt numite specii, populații sau ansambluri de specii, care datorită variabilității lor (biochimice, fiziologice, ecologice), permit caracterizarea stării unui ecosistem și pun în evidență, cît mai devreme posibil, modificările naturale sau antropice ale acestuia. Pe măsura apariției preocupărilor legate de diferite tipuri de degradare a ecosistemelor acvatice,s-a căutat identificarea unor bioindicatori care să ofere informații legate de stabilitatea ecosistemelor, menținerea biodiversității, etc. [2]
În ceea ce privește indicatorii poluării, aceștia sunt de mai multe tipuri:
specii sensibile, care indica prezența unui poluant prin apariția unor leziuni sau malformații.
specii acumulatoare ,care concentrează poluantul în corpul său.
Mai există și o altă categorie de specii care se înmulțesc și devin abundente în zonele poluate. Unele animale pot supraviețui doar în apa curată, pe cînd altele pot suporta ape puțin încărcate sau chiar pot rezista în ape puternic poluate. Indicatorii poluării pot fi animali sau vegetali, aceștia din urmă mai numeroși. Bioindicatorii de poluare au ca avantaj, față de monitorizarea instrumentală, faptul că pot oferi un răspuns la efectul combinat al anumitor poluanți, spre deosebire de instrumente care măsoară separat cantitățile fiecărui poluant) și pot da indicații, în urma analizei de țesuturi, legate de cantități foarte mici de poluanți din mediu, precum și de evoluția poluantului în timp, pe perioade mai îndelungate.
Saprobiologia este o ramură disciplinară desprinsă din hidrobiologie, care studiază circulația materiei și energiei în ecosistemele acvatice poluate. Revoluția industrială, procesele urbanizării comunităților umane și chimizarea excesivă a agriculturii au consecințe negative asupra condițiilor de viață umane și asupra economiei generale a ecosistemelor. Consecința majoră este însă reprezentată de poluare.[2]
În practica de protecție a apelor, informațiile despre structura morfologică a albiei bazinului acvatic, condițiile hidrologice, regimul termic, condițiile fizic-chimice ale apei, etc., sunt importante, dar ceea ce este mult mai important este starea de calitate a apei, adică gradul ei de impurificare.[3]
Apele impurificate cu materii organice sunt populate cu specii de organisme care valorifică resursele de hrană respective și care, în decursul dezvoltării lor, s-au adaptat la condiții de mediu unilaterale. Aceste organisme reflectă tocmai condițiile respective și deci întregul complex de factori. Avînd în vedere că aceste substanțe își manifesta acțiunea lor nocivă indirect, prin produșii lor de descompunere biochimică și prin scăderea oxigenului dizolvat din apă, menționăm că nu pot exista indicatori biologici pentru toate substanțele organice, ci numai pentru cele biodegradabile. Indicatorii biologici care caracterizează pozitiv gradul de curățenie al apei se pot dezvolta doar în apele curate, în sensul de ape naturale, cu o compoziție fizico-chimică normală, deci în ape care conțin cantități foarte mici de substanțe organice și care în mod practic, sunt lipsite de substanțe toxice. Aceste două categorii de indicatori biologici posedă o caracteristică comună: au o valență ecologică mică. Ele nu pot suporta decît variații mici ale condițiilor de mediu. Speciile indiferente reprezintă o a treia categorie de organisme vegetale și animale. Acestea sunt organisme mai puțin sensibile față de variațiile condițiilor de mediu și se pot întîlni atît în ape curate cît și în cele poluate cu materii organice. Ele pot suporta oscilații mari ale factorilor fizico-chimici ai apei. Aceste specii au o valoare ecologică mare și pot da în anumite imprejurări informații importante asupra gradului de saprobitate al apei. Împreună cu speciile indicatoare, ele formează biocenoze caracteristice , ocupînd anumite verigi în rețeaua complexă a circulației materiei și energiei. [1]
Cunoscînd deci, modul de asociere al diferitelor specii și rolul lor în lanțul trofic, se pot trage concluzii importante asupra condițiilor fizico-chimice ale ecosistemului acvatic. Numai cînd numărul speciilor indicatoare dintr-o anumită porțiune a rîului este foarte ridicat, se poate pune un diagnostic cert asupra stării de calitate a apei. De regulă, pe lîngă speciile indicatoare, trebuie sa se ia în considerație întreaga biocenoză. Datorită cantităților mari de hrană, zonele încărcate cu materii organice oferă condiții trofice favorabile pentru numeroase specii de bacterii saprofite. La rîndul lor, bacteriile saprofite intră în spectrul trofic al anumitor forme bacteriovore (protozoare, rotifere, etc.), și anume al celor care pot suporta condițiile respective de mediu. Din această cauză, într-o zonă poluată organic, alături de bacterii ca Sphaerotilus natans, Beggiatoa alba, etc, care reprezintă specii indicatoare pentru ape impurificate, prezența unor ciliate (Colpidium colpoda, Chilodonella cucullus, Glaucoma pyriformis) și a unor rotiferi (Rotaria rotatoria) nu este întîmplătoare, ci este tocmai consecința existenței unor anumite relații trofice. În legătură cu indicatorii biologici ai poluării cu substanțe organice putrescibile este faptul că organismele respective există în mod obișnuit în diferite regiuni ale cursurilor naturale de apă, unele în porțiuni curate, iar altele în anumite zone cu condiții asemănătoare celor saprobe. Se creează astfel microbiotopi, în care au loc procese intense de descompunere biochimică a materiei organice și în care se pot dezvolta, în mod sporadic și în număr redus, organisme caracteristice apelor impurificate. De aceea, numai prezența în număr mare a acestor specii de organisme constituie o dovadă certă de poluare a unei ape. De altfel aceasta derivă și din al doilea principiu al lui Thienemann, care arată că, cu cît condițiile de mediu sunt mai îndepărtate de normal, mai unilaterale, cu atît numărul speciilor scade iar al indivizilor crește. Reiese că analiza biologică a apelor se bazează pe totalitatea reacțiilor de răspuns ale organismelor față de condițiile de mediu, rezultanta finală concretizîndu-se printr-o selecție a acestor organisme, de unde o anumită componentă calitativă și cantitativă a biocenozei respective. [11]
Metode de monitorizare a calității apei
Monitoring-ul reprezintă un sistem de observare, evaluare și prognozare a stării mediului ambiant. Monitorizarea calității apei presupune efectuarea investigațiilor sau a observaților asupra unui ecosistem acvatic în mod repetat după anumite perioade de timp. Aceasta permite evaluarea calității apei și determinarea gradului de siguranță în timpul înotului, pescuitului și utilizării apei pentru băut. Datele obținute în urma monitorizării pot fi folosite la evaluarea stării ecosistemelor acvatice și identificarea schimbărilor sau tendințelor de schimbare a calității apei pe parcursul timpului. Ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a identifica problemele concrete legate de poluare, pentru a determina dacă regulamentele cu privire la poluare sunt respectate și după eforturile de îmbunătățire se încununează de succes. [15]
Unele agenții de stat nu dispun de mijloace financiare și personal instruit pentru a monitoriza minuțios apele de pe teritoriul republicii. Datele colectate de voluntari pot fi folosite de către agențiile de stat și cercetătorii științifici pentru a evalua schimbările în calitatea apei pe termen lung. Voluntarii antrenați în monitorizare pot, de asemenea, ajuta autorităților publice locale, depistînd problemele acute ce țin de poluare, cum ar fi defecțiuni în sistemele de canalizare care necesită atenție instantanee ș.a. Indiferent de faptul dacă se colectează sau nu date pentru a fi prezentate unei agenții de stat sau universități, monitorizarea calității apei poate fi utilă la ameliorarea situației bazinului acvatic investigat. Monitorizarea poate scoate la iveală bazinele acvatice degradate, stabili ordinea prioritară de ameliorare a situației acestora. Există multiple metode de monitorizare disponibile însă metoda aleasă depinde de scopurile propuse. Monitorizarea poate fi efectuată la stații stabilite, în mod regulat, în locuri selectate și după necesitate, în mod temporar sau sezonier (de exemplu, în timpul verii), sau în cazurile de urgență (cum ar fi după răspîndirea unei intoxicații). [16]
Monitorizarea fizică include orice tip de monitorizare a parametrilor fizici, cum ar fi forma malurilor bazinului acvatic, regimul apei din mlaștini, prezența vegetației, lățimea și diversitatea speciilor oricăror fîșii vegetale de protecție dintre albia bazinului acvatic și terenurile folosite în alte scopuri, habitatul pentru pești și alte organisme acvatice, sau posibilitatea de eroziune a malului bazinului acvatic. Monitorizarea fizică poate fi repetată în fiecare anotimp pentru a înregistra schimbările ce intervin pe parcursul timpului. Testarea bazinului acvatic este unul din tipurile de monitorizare fizică ce poate fi foarte utilă la determinarea formelor de utilizare a solului și surselor eventuale de poluare. Studierea istoricului bazinului acvatic sau a terenului mlăștinos, împreună cu testarea vizuală a cursului apei și cumpenei acesteia, asigură informație importantă pentru identificarea surselor posibile de poluare și locurilor pentru efectuarea monitorizării suplimentare.
Monitorizarea biologică
Evaluarea influenței diferitor substanțe poluante (detergenți, pesticide, erbicide, metale grele, fenoli, ș.a.) asupra comunităților de plante și animale acvatice se realizează cu ajutorul bioindicatorilor, deoarece aceștia necesită condiții specifice de trai. Multe din organismele ce populează rîurile sunt sensibile la schimbările calitative a apei. Prezența sau absența acestora poate servi drept indicator al stării ecologice. În monitoring-ul biologic pot fi utilizate toate grupele de organisme acvatice: bacterii, alge, macrofite, protozoare, nevertebrate și pești. Fiecare grupă de organisme, în calitate de bioindicatori are anumite particularități, care determină posibilitățile utilizării lor. Sensibilitate înaltă față de calitatea apei prezintă indicii microbiologici, condiționată de mare diferență în conținutul microorganismelor indicatoare în apele reziduale și apele de calitate bună. Colectarea relativ simplă a probelor, metodele bine elaborate, automatizarea numărării celulelor de bacterii reprezintă prioritățile utilizării bacterioplanctonului în aprecierea calității apei, însă este necesar echipament special pentru sterilizare, însămînțare și incubare. Pe lîngă acestea, rezultatele nu pot fi obținute imediat. Calitatea apei poate fi apreciată, de asemenea, după speciile de alge, protozoare și zooplancton, însă necesită echipament și metode speciale de investigare, cît și specialiști în domeniu. [15,16]
Macronevertebratele bentonice viețuiesc la fundul ecosistemelor acvatice și includ moluște, lipitori, larvele insectelor, insecte adulte, crustacee ș.a. Aceste organisme constituie unul din grupurile cele mai des utilizate în cadrul monitorizării biologice grație unui șir de avantaje. Ele sunt suficient de mari pentru a fi văzute cu ochiul liber și au o durată relativ mare de viață, ceea ce este foarte convenabil în cazul unor observații de lungă durată. Majoritatea macronevertebratelor duc un mod sedentar de viață, iar unele din ele rămîn fixate de substrat în cea mai mare parte a ciclului vital. Monitorizarea acestor organisme asigură un tablou clar despre calitatea apei pe parcursul ultimelor cîteva luni. Dacă în general calitatea apei este proastă, sau dacă pe parcursul cîtorva luni a avut loc o poluare, aceasta se va reflecta în populația macronevertebratelor. Macronevertebratele sunt niște indicatori buni ai calității apei, deoarece diferă după sensibilitatea lor la poluare. Unele macronevertebrate bentonice sunt foarte sensibile la poluare și nu pot supraviețui în apa degradată. Altele sunt mai puțin sensibile la condițiile mediului. Pentru a monitoriza bazinele acvatice, se identifică trei grupuri de macronevertebrate în baza sensibilității acestora: grupul sensibil la poluare, grupul mai puțin sensibil la poluare și grupul tolerant. Peștii pot fi, de asemenea, folosiți pentru a monitoriza calitatea apei din ecosistemele acvatice, deoarece asemeni macronevertebratelor, diferite specii de pești au un grad diferit de toleranță la poluare. Multe rîuri în stare sanitară bună asigură viețuirea unui număr mare de specii de pești. Există mai multe metode de colectare a informației despre populațiile peștilor dintr-un bazin. Peștele poate fi prins în plase sau poate fi șocat cu curent electric, fapt ce îl face să iasă la suprafață, fiind ușor colectat. Pescarii amatori locali reprezintă încă o sursă de informație despre populațiile de pești. Monitorizarea doar a peștilor ar putea să nu fie la fel de eficientă ca monitorizarea macronevertebratelor, deoarece peștele se poate deplasa din locurile unde persistă probleme de poluare, pe cînd macronevertebratele bentonice sunt relativ imobile. În mlaștini, vegetația constituie încă un obiect excelent de monitorizare biologică. Diferite specii de plante diferă nu doar după nivelul de toleranță la poluare, dar și după cerințele față de durata și cantitatea inundației în locul dat. Deși savanții continuă să elaboreze metode noi de evaluare a calității apei mlaștinilor cu ajutorul plantelor și nevertebratelor, există niște metode deja stabilite. [15,7]
Clasificarea bioindicatorilor de calitate a apei
Indicatorii biologici.
Una dintre metodele de studiu privind calitatea apelor de suprafață este determinarea diverșilor indicatori biologici. Criteriul faunei piscicole poate fi relevant, dar trebuie ținut cont de viteza de curgere, baraje, braconaj și alte elemente ce pot influența ihtiofauna în afară de calitatea apei. Ouăle de helminți și chistele de giardia sunt indicator de poluare, deoarece provin din fecale. Chiar dacă numărul lor este în limite admise, existența lor indică posibilitatea prezenței unor germeni patogeni. Pentru o evaluare globală se pot obține rezultate bune prin analiza cantitativă și calitativ-relativă a comunităților acvatice, folosind sistemul saprobic. Metode Zelinka și Marvan distinge următoarele categorii de ape:
– xenosaprobe (x): ape foarte curate, nepoluate. Grad oligotrofic.
– oligosaprobe (o): ape curate, fără aport străin semnificativ de substanțe organice sau ușor poluate, fără efecte negative. Substanțele organice străine sunt în totalitate incluse în ciclurile metabolice autohtone, integral descompuse și mineralizate. Echilibru între producători, consumatori și descompunători. Biomasa și bioactivitatea este scăzută. Comunități de organisme în general sărace în indivizi și număr moderat de specii. Grad oligotrof / slab eutrof.
– b -mezosaprobe (b): Ape moderat poluate, semi-sănătoase, nivel recuperabil de saprobitate, autopurificabil. Aport alohton de substanță organică, parțial inclusă în ciclurile metabolice și parțial descompusă și mineralizată, restul depunîndu-se sub formă de detritus organic. Cresc numeric descompunătorii și consumatorii acestora. Biomasă și bioactivitate foarte ridicată. Comunități de organisme bogate în indivizi și specii. Condiții aerobe. Grad eutrof.
– a -mezosaprobe (a): Ape poluate. Aport alohton de substanță organică din care doar o mică parte este inclusă în ciclurile metabolice și parțial descompusă și mineralizată. Se depun cantități ridicate de detritus organic, formînd mîl cu condiții anaerobe. Producătorii sunt în declin și printre ei predomină formele mixotrofe și amfitrofe. Biomasa și bioactivitatea sunt extrem de ridicate. Comunități de organisme bogate în indivizi dar sărace în specii. Macroorganismele sunt slab reprezentate, în schimb se dezvoltă în masă ciliatele și bacteriile. Grad eutrof.
– polisaprobe (p): Ape puternic poluate. Grad final de încărcare organică a apei. Condițiile anaerobe din sedimente trec și în masa apei. Comunități extrem de bogate în indivizi, număr redus de specii. Dezvoltare în masă a bacteriilor, numeroase flagelate și ciliate. Producătorii sunt drastic reduși. Macrofauna foarte redusă. Apă total anaerobă. Producători absenți. Biomasă compusă exclusiv din bacterii anaerobe și fungi. Nu mai există procese autotrofe. Grad politrofic. [12]
Indicatorii biologici pot da informații și despre poluarea în trecut și evoluția acesteia, prin analiza organismelor moarte, conservate în bentos. Analiza celor fosile din bazin permite chiar studii pe perioade foarte îndelungate. [6]
Indicatori biologici pentru substanțele anorganice
Dacă impurificarea cu substanțe organice putrescibile poate fi pusă în evidență prin prezența unor anumite forme conducătoare vegetale și animale, impurificările minerale și cele cu substanțe organice neputrescibile nu pot fi detectate decît în mod negativ, prin absența totală sau parțială a organismelor din zona încărcată cu astfel de substanțe. Sunt puține excepții de substanțe minerale pentru care există forme conducătoare specifice, forme care posedă o mare rezistență sau o preferință față de anumite substanțe minerale. [12]
Indicatori biologici pentru fier
Organismele care contribuie, la diferite transformări caracteristice circuitului fierului în apă (precipită fierul din apa și îl depun în membrana celulara), care rezistă la concentrații ridicate de fier și care au nevoie de fier fără să influențeze circuitul sunt considerate specii bioindicatoare pentru fier, organisme feruginoase. Din grupa organismelor feruginoase fac parte o serie de bacterii (fig. 1) și organisme animale.[17, 18]
Bacteriile feruginoase au capacitatea de a-și sintetiza materia celulara din compușii anorganici cu carbon și azot(autotrofe), în lipsa lumii. Procesele bacteriene de sinteză se desfășoară în condiții aerobe, se pot dezvolta numai la suprafață în apele stătătoare si în toată masa apei în apele curgătoare. Bacteriile feruginoase sunt indiferente față de prezența substanțelor organice, iar hidrogenul sulfurat nu le deranjează. Face excepție specia Gallionella ferruginea, sensibilă la creșterea concentrației de hidrogen sulfurat.
Fig. 1.1 Indicatori biologici pentru fier. 1, Gallionella ferruginea ș 2, Crenothrix polysporaș 3, Trachelomonas hispida
Dintre protozoarele rezistente față de prezența fierului în apă, amintim specia Trachelomonas hispida (fig. 1), care, transformă oxidul de fier în hidroxid de fier, ca și bacteriile feruginoase, depunîndu-l în membrana celulara care ia culoarea brună. De asemeni protozorul flagelat Antophysa vegetans, care se dezvoltă în mediu bogat în substanțe organice, formînd colonii sferice, sprijinite pe tije lungi este și un bun indicator biologic pentru zona α-mezosaprobă.
Indicatori biologici pentru hidrogen sulfurat
Cunoaștem că în zona polisaprobă, unde au loc intense procese de descompunere ale materiei organice, uneori în condiții anaerobe, se formează printre alte substanțe nocive și hidrogenul sulfurat, care este oxidat mai departe cu ajutorul anumitor bacterii pînă la sulf.
Sulfobacteriile constituie forme conducătoare pentru gradul de încărcare a apei cu hidrogen sulfurat și sunt considerate bioindicatori pentru zona polisaprobă. De menționat că sulfobacteriilor nu constituie întotdeauna un indiciu pentru gradul de poluare al apei. Principalele grupe de organisme indicatoare ale hidrogenului sulfurat în apă sunt:
sulfobacterii incolore: Beggiatoa alba, Thiothrix nivea, Thiospira agilis, Acromatium oxaliferum, Thiovolum mülleriș
sulfobacterii roșii: Lamprocystis roseo-persicina, Chromatium okenii, Thiopedia rosea, Thiocystis violacaeaș
sulfobacterii verzi: Pelogloea chlorina, Sclimidlea luteola, Chlorobacterium aggregatumș
ciliate: Plagiopliyla nasuta, Lagynus elegans, Metopus es, M. contortus, Caenomorpha medusula, Saprodinium dentatum, Epalxis striata, Discomorpha pectinata, Pelodinium reniforme.
Indicatori biologici pentru calciu
Calciul joacă un rol important in economia apei. După cantitatea de calciu se deosebesc trei tipuri de ape:
oligotip ≤25 mg Ca/l
mezotip ≥25 mg Ca/l
politip ≥ 100 mg Ca/l.
Pentru apele bogate în calciu sunt caracteristice unele specii de bacterii, alge și macrofite. Plantele care indică o apă bogată în calciu sunt: algele Vaucheria debaryana, Chetophora elegans, specii de Chara (fig. 2), iar dintre macrofite specii de Potamogeton, Ranunculus, Ceratophyllum și Elodea canadensis,
Animalele caracteristice sunt: larvele lepidopterului Pericoma decipiens, P. trifasciata și P. calcilega și larvele de Oxycera calceata, O. analis, O. trilineata și O. formosa.
În apele foarte sărace în calciu, numărul moluștelor este în general redus, cu excepția lui Margaritina margaritifera, care împreună cu crustaceul Holopedium gibberum sunt organisme conducătoare pentru aceste tipuri de ape (oligotip).
Fig. 1.2 Indicatori biologici pentru calciu:
2, Chara hispidaș 3, Ranunculus hederaceus .
Indicatori biologici pentru clorura de sodiu
Încărcarea apelor cu cantități ridicate de clorură de sodiu constituie un tip special de impurificare. Clorura de sodiu nefiind descompusă de către microorganisme, concentrația ei din apă nu scade. Apele interioare dulci pot fi impurificate cu clorura de sodiu fie prin izvoare sărate (poluare naturală), fie prin primirea unor efluenți industriali de la fabricile de sodă, de potasiu. Influența pe care o are clorura de sodiu asupra biocenozelor depinde de concentrația ei. De obicei se consideră că pînă la un conținut de sare de 2,5% asociațiile de organisme sunt puțin influențate, însă prin creșterea concentrației la 10% numărul de specii scade, rămînînd numai cele rezistente (halofile și halobii), care se dezvoltă cu un număr mare de indivizi.
Dintre organismele adaptate la un conținut ridicat de clorură de sodiu mai bine studiate au fost diatomeele. Din acest punct de vedere, Kolbe împarte diatomeele în mai multe grupe în cadrul așa-numitului ,,sistem al halobiilor":
polihalobii, cu dezvoltare optimă la concentrația în săruri (conținut total) de peste 4%,
euhalobii, cu dezvoltare optimă la concentrația în săruri (conținut total) de 3 – 4%,
mesohalobii, cu dezvoltare optimă la concentrația în săruri (conținut total) de 0,5 – 2 %,
oligohalobii, care la rîndul lor se subîmpart în: halofile (forme de apă ușor salmastră),
indiferente (forme de apă dulce), halofobe (forme care nu suportă de loc clorura de sodiu). [18]
Fig. 1.3 Indicatori biologici pentru clorura de sodiu. 1, Pedalia fennicaș 2, Brahionus plicatilis ș 3, Ephydra riviparia.
Bacterioplantonul ocupă un rol important în nișa ecologică al ecosistemelor acvatice și se
hrănește cu substanțele descompunerii materialelor organice produse de alte ortganisme.
Microorganismele bacterioplanctonului au rolul de a participa la procesele de nitrificare,
denitrificare, remineralizare și de generare a metanului. Bacterioplanctonul are un rol important
în studierea stării sanitare, este indicator al poluării organice și determină calitatea apei la
momentul prelevării probelor.
Fitoplanctonul include algele din stratul planctonic al bazinului acvatic. Creșterea fitoplanctonului depinde de disponibilitatea dioxidului de carbon, a luminii solare și a nutrienților. Fitoplanctonul, la fel ca plantele terestre, necesită nutrienți ca nitrați, fosfați, silicați și calciu în diverse cantități, în funcție de specie. Unele specii pot fixa azot și pot crește în zone unde concentrațiile de nitrați sunt mici. Fitoplanctonul cere, de asemenea, o cantitate mică de fier. Alți factori care influențează creșterea fitoplanctonului includ temperatura apei și salinitatea, adîncimea apei, vântul și de prădători care îl consumă. Cercetarea fitoplanctonului se acompaniază cu determinarea conținutului clorofilei. Fitoplanctonul participă la formarea calității apelor, în deosebi determină calitatea apelor de suprafață în locurile din amonte de secțiunile de prelevare.
Clorofila „a”. În evaluarea fitoplanctonului din apele de suprafață naturale și în teste biologice privind creșterea algală se aplică determinarea conținutului de clorofilă ”a” ca indicator specific în aprecierea gradului de eutrofizare al apelor de suprafață. Clorofila „a” este pigmentul fotosintetic al algelor verzi, existînd deci o proporționalitate între concentrația de clorofilă ”a” din apele de suprafață și încărcarea lor cu alge verzi, respectiv între concentrația de clorofilă ”a” și stadiul trofic al apelor de suprafață.
Zooplanctonul-include în sine comunitatea de organisme nevertebrate, din greacă planktos – ceea ce înseamnă rătăcește sau hoinărește. Zooplanctonul apelor de suprafață este reprezentat în special de protozoare, rotatorii, crustacee (Copepoda, Cladocera). Comunitatea zooplanctonică, ca orice comunitate a ecosistemului, se caracterizează prin stabilitatea componenței speciilor și rezistența dinamică. Modificarea calității mediului acvatic reprezintă o premiză a modificării ulterioare a componenței speciilor, a indicatorilor calitativi, a raporturilor grupelor taxonomice și a structurii populațiilor zooplanctonice. Astfel zooplanctonul poate servi drept indicator al calității mediului acvatic.
Fitobentosul –reprezintă comunitatea organismelor vegetale, indicatoare a calității apei, care populează straturile bentale superficiale ale bazinelor acvatice: sedimentele fine, pietrele, malurile, lemnele sau alte obiecte aflate pe substrat. Totalitatea algelor bentonice stabilizează depozitele sedimentare fine, cu mobilitate crescută și creează habitat pentru multe alte organisme. Ele reprezintă componente de bază ale multor rețele trofice din ecosistemele acvatice. Deoarece comunitățile sunt atașate de substrat, caracteristicile lor sunt afectate de numeroși factori abiotici și biotici: regimul hidrologic, tipul de substrat lumina, componența chimică a apei, temperatura, alte comunități biotice. Algele prezintă răspunsuri față de sursele de poluare, datorită originii lor autohtone. Deoarece răspîndirea și structura comunităților de alge într-un punct dat este determinată de calitatea apei din acel punct, observațiile privind starea lor sunt, în general, folositoare pentru aprecierea condițiilor ecologice din cursurile de apă. De asemenea algele fitobentonice pot fi utilizate și pentru evaluarea stării și a potențialului ecologic al corpurilor de apă de tip lentic, naturale și artificiale.[5]
Macrozoobentosul – reprezintă organisme nevertebrate ce populează straturile de suprafață, locuiesc pe fundul bălților, lacurilor și rîurilor și constituie hrana de baza a multor pești de interes economic. Macrozoobentosul este reprezentat de următoarele grupe taxonomice: viermii plați (Plathelmintes), viermii cilindrici (Oligochaeta) lipitori (Hirudinea), moluște (Mollusca), crustacee (Crustacea), insecte (Ephemeroptera, Plecoptera, Coleoptera, Trichoptera, Diptera). Aceste organisme constituie unul din grupurile celutilizate în cadrul monitorizării biologice grație unui șir de avantaje. Ele sunt suficient de mari pentru a fi văzute cu ochiul liber și au o durată relativ mare de viață, ceea ce este foarte convenabil în cazul unor observații de lungă durată. Majoritatea macronevertebratelor duc un mod sedentar de viață, iar unele din ele rămîn fixate de substrat în cea mai mare parte a ciclului lor vital. Monitorizarea acestor organisme asigură un tablou clar despre calitatea apei pe parcursul ultimelor cîteva luni. Macrozoobentosul caracterizează calitatea apei și starea ecologică a ecosistemului în timp, la fel indică existența poluării în punctul de prelevare, ce caracterizează tot arealul acvatic și dă posibilitatea de a evalua integrat calitatea apei de suprafață.
Macrofitele – includ comunitatea de fitocenoze ale plantelor de litoral, ce populează alături de ecosistemele acvatice, precum și plante acvatice superioare cu flori, de obicei, plante multianuale. Conform particularităților ecologo-biologice acestea se clasifică în mai multe tipuri. În rezultatul a numeroase cercetări s-a stabilit că macrofitele joacă un rol important în formarea calității apei, deoarece reprezintă o barieră biologică naturală în calea scurgerilor de suprafață, îmbogățesc apa cu oxigen în procesul fotosintezei și absorb elementele biogene, ionii metalelor și caracterizează calitatea apei pentru perioade de lungă durată.
Material și metodede cercetare
La baza analizelor ecosistemelor acvatice au fost puse programele metodologice bazate pe standarde eficiente pentru fiecare element biologic în parte. Elementele hidrobiologice de calitate și parametrii evaluați le vedem în figura 1.4.
fig 1.4 Elementele hidrobiologice de calitate și parametrii evaluați
Bacterioplancton. Dezvoltarea și gradul de activitate al microflorei unui corp de apă depinde de nivelul său de troficitate și de echilibrul dinamic al substanțelor organice. Pentru efectuarea analizei microbiologice a apei se prelevează probe de apă din stratul de suprafață (5-20 cm) în recipiente din sticlă sterile cu volumul de 0,25 l. Ca rezultat al analizei se calculează numărul total al bacteriilor, saprofitelor și valoarea raportului dintre ele. În instalația pentru filtrare a apei se folosesc filtrele membranice.[23]
Fitoplancton. Probele fitoplanctonului se prelevează de pe stratul superficial în recipiente din polietilenă cu volumul de 0,25 – 1,0 l. Probele se fixează cu formalină de 40% sau cu soluție Lugol. În laborator probele se prelucrează după metoda sedimentării. Calculul numărului de alge se realizează în camera Goreaev. Pentru determinarea diatomeelor se pregătește preparatul fixat cu o soluție de pleurax în butanol. Masa biologică se determină pe calea calculării volumului celulei algelor după metodele standardizate. Pentru determinarea grupelor de bază sistematice a algelor se folosesc determinatoare pentru fiecare grup taxonomic în parte. Evaluarea calității apei se efectuează conform metodei saprobice Pantle&Buck. [14]
Concentrația clorofilei “a”. Determinarea spectrofotometrică a conținutului de clorofilă ”a” se realizează în conformitate cu standardul internațional SM SR ISO 10230:2007, asigurînd astfel ralierea la cerințele (DCA) Directivei Cadru pentru Apa 60/2000. Probele s-au prelevat de pe stratul superficial în recipient din sticlă brună cu volumul de 0,5-2 l (în funcție de densitatea algelor în probe). Cu scopul de a izola și a concentra planctonul vegetal și alte materii în suspensie se filtrează un anumit volum de apă pe un filtru membranic. Extracția pigmenților din reziduul filtrat se efectuează în etanol cald, apoi are loc dozarea spectrometrică a clorofilei ”a” din extract. Calculul concentrației clorofilei ”a” se realizează pe baza diferenței dintre absorbanța măsurată la 665 și 750 nm înainte și după acidifierea extractului.[13]
Zooplancton. Probele zooplanctonului se prelevează pe calea filtrării a 100 l de apă luate de pe suprafața superficială a stratului de apă (0,2-0,5 m) prin plasa planctonică Apștein. Probele se fixează cu formalină de 40%. Masa individuală a zooplanctonului se determină conform surselor literare. Masa biologică totală se determină pe calea calculării produsului masei individuale a organismului fiecărei specii și numărului lor. Calitatea apelor de suprafață se estimează în rezultatul analizelor statistice a valorilor saprobice a organismelor zooplanctonice depistate conform metodei Pantle și Buck. Pentru determinarea componenței speciilor zooplanctonului se consultă literatură de specialitate cum ar fi determinatoarele lui Bening, Cuticova „ Определитель пресноводных беспозвоночных”, „Атлас сапробных организмов” etc.
Fitobentos. Pentru analiza probelor de fitobentos se colectează algele de pe suporturile submerse tari prin răzuire (cu lama, lingurița, spatula) sau prin spălare. Se pot recolta mostre de la suprafața sedimentelor fine, mobile, caz în care prelevarea se poate face direct cu lingurița, spatula, cu seringa (tip Janet) sau cu dispozitive tip carota. În cazul în care proba nu este analizată timp de 24 de ore, ea se fixează cu formalină 40% sau alcool 1:3. Pentru determinarea diatomeelor se pregătește preparatul fixat cu o soluție de pleurax în butanol. Calitatea apei se determină după indicele saprobic, conform metodei Pantle și Buck. [14]
Macrozoobentos. Cu scopul determinării calității apelor de suprafață se efectuează analiza populațiilor de organisme bentonice ale biocenozelor. Componența specifică și dezvoltarea cantitativă a macrozoobentosului caracterizează cert nivelul de poluare a stratului inferior de apă. Prelevarea probelor se efectuează cu ajutorul mînceogului. Probele se preleveaza de pe o suprafata de 1 m2. Prelevarea probelor include diferite substraturi. Mostrele se spală în mînciog, apoi se fixează cu formalină de 40% sau cu soluție de alcool de 70% (1:2). Ulterior se calculează numărul de organisme. Masa biologică a organismelor macrozoobentosului se determină pe calea cîntăririi lor, anterior uscate pe hîrtia de filtru pînă la dispariția petelor umede. Pentru determinarea grupelor de bază a hidrobionților sunt utilizate drept sursă instructivă determinatoarele: „Определитель пресноводных беспозвоночных”, „Атлас сапробных организмов”, „The mayfllies of Europe”, „Susswassermollusken”, „Freshwater bivalves of Britain and Ireland”.
Macrofite. Studierea macrofitelor acvatice se efectuează cu scopul obținerii informației despre diversitatea speciilor de plante acvatice, riverane, de pajiște, ce se află în preajma rîului sau lacului. Prelevarea include colectarea plantelor pentru determinarea ulterioară pînă la specie și alcătuirea ierbarului. Întrucît macrofitele sunt utilizate în activitatea curentă de monitoring, stațiile de recoltare pentru acestea sunt identice cu stațiile de recoltare pentru toate probele fizico-chimice și biologice. Se acceptă deplasarea în amonte sau în aval cu cîțiva zeci de metri pentru a identifica locurile reprezentative sau optime de prelevare, alegîndu-se o porțiune de rîu care are substrat adecvat pentru recoltare. Ca regulă generală, aceasta ar trebui sa fie de cca 100 m lungime, dar și lungimi mai mari pot fi corespunzătoare, ținînd cont de uniformitatea fizică a rîului și de accesibilitatea substratului.
Colectarea macronevertebratelor. Există două metode de prelevare a probelor pentru colectarea macronevertebratelor acvatice „Metoda de prelevare a probelor de pe fundul acoperit cu mîl” este utilizată în rîurile fără bancuri. Bancul este o trăsătură a fundului unui rîu cu pietre netede rotungite (5-25 cm în diametru), unde apa formează bulbuci deasupra pietrelor. Dacă rîul are bancuri, se recomandă „Metoda de prelevare a probelor de pe fundul acoperit cu pietre”. [14]
Metoda de prelevare a probelor de pe fundul acoperit cu mîl. Această metodă permite colectarea probelor de macronevertebrate din rîurile cu fundul acoperit cu mîl ce conține un substrat de mîl sau nisip, vegetație ce atîrnă deasupra mîlului și bucăți de lemn sau resturi organice scufundate în apă. Monitorizarea se desfășoară cu ajutorul unei plase acvatice cu ramă în formă de D (fig. 1.5).
Echipament:
1.Plasă cu ramă în formă de D* cu ochiuri de 0,8 mm;
2.Termometru;
3.Două cutii mici de amplificare (opțional);
4.Lupă (opțional);
5.Vas plat din plastic;
6.Vase pentru mostre sau boxe pentru sortarea organismelor colectate;
7.Căldare cu fundul din plasă cu ochiuri de 0,8 mm (opțional);
8.Pensetă sau forceps (opțional);
9.Planșetă cu clamă pentru hîrtii (opțional);
10.Cearșaf alb sau o bucată de mușama albă (opțional);
* Confectionarea plasei cu ramă în formă de „D”, materiale:
•4 bucăți de plasă din nailon cu ochiuri de 0,8 mm (25 cm x 30 cm);
•panglică de 25 mm croită pe diagonală sau o bucată de stofă echivalentă (1 m);
•ață, foarfece, ac de cusut;
•umeraș pentru haine confecționat din sîrmă sau o bucată de sîrmă groasă;
•clește de tăiat sîrma;
•sfredel cu tăiș de 6,2 mm;
•bară de lemn (1,2 m);
•clește și bandă adezivă.
Instrucțiuni de confecționare:
•Plasa se taie în patru bucăți triunghiulare (25 cm în sus și 30 cm la bază) și se coase împreună.
•Se taie o fîșie de 1 m de bandă croită pe diagonală sau de stofă pentru a face o husă și se coase deschizătura plasei, lăsînd husa deschisă pentru a însera rama de sîrmă.
•Umerașul de sîrmă se dezdoaie, se introduce în husă și se îndoaie.
•Baza umerașului din sîrmă se taie cu cleștele de tăiat sîrmă la o distanță de 5 cm. În bara de lemn se sfredelește o gaură și se introduce baza.
•Se sfredelesc găuri de fiecare parte a cozii cu cîțiva centimetri mai jos de baza inserată.
•Una din bucățile rămase ale umerașului din sîrmă se îndoaie în forma literei U. Bucata de sîrmă în formă de U se introduce în partea de sus a umerașului din sîrmă nemijiocit mai jos de bază. Capetele se împing în găurile făcute în bară. Pentru a fixa bucata de sîrmă în formă de U pe coada plasei ea se înfășoară cu bandă adezivă.
fig 1.5 Confecționarea și aspectul final al plasei cu ramă în forma “D”
Există patru tipuri principale de habitate care sunt prezente de-a lungul rîurilor cu fundul mîlos:
Maluri abrupte cu margini acoperite cu vegetație
Acest habitat cuprinde regiunea de-a lungul malului bazinului de apă, acoperit cu vegetație ce atîrnă deasupra malului, plante ce populeaza de-a lungul liniei malului și rogoziș de rădăcini scufundate. Marginile acoperite cu vegetație pot servi drept habitat pentru o diversitate mare de libelule și alte organisme. În aceste locuri, plasa trebuie deplasată cu o mișcare îndreptată de la fund spre suprafață, lovind-o de mal pentru a slăbi organismele. Fiecare cupă a plasei trebuie să acopere 30 cm de substrat.
Fund mîlos cu materie organică
Substraturile mîloase cu materie organică pot fi găsite în locurile unde apa se mișcă încet și unde există vegetație ce atîrnă peste maluri sau alte surse de materie organică. Aceste substraturi mîloase servesc drept adăpost pentru organismele de vizuină, astfel ca libelulele sau muștele de vizuină. Colectarea mostrelor se efectuează mișcînd brusc plasa înainte (contra curentului) pentru a mișca din loc cîțiva centimetri de strat organic.
Resturi de lemn cu materie organică
Resturile de lemn constau din rădăcini, crengi, nuiele și altă materie organică scufundată. Este un habitat foarte important în rîurile cu apă lentă și rîurile mici. Lemnul este o capcană pentru particulele organice ce servesc drept hrană pentru organisme, adăpostindu-le de pești și alți răpitori.Colectarea resturilor de lemn se efectuează prin expunerea plasei din partea inferioară a rîului, nemijlocit sub bucata de lemn din care urmeaza preluarea probei. Cu ajutorul plasei se roade suprafața buturugii (aproximativ 30 cm). Ar fi bine, de asemenea, de mișcat din loc coaja buturugii deoarece unele organisme (diferite musculițe, gîndaci) s-ar putea adăposti dedesubtul ei. Trebuie colectate nuielele, resturile de frunze și rădăcini roase, prinse de buturugile scufundate. Fiecare nuielușă prinsă în plasă trebuie examinată cu atenție.
Substrat de nisip/piatră/pietriș
În rîurile unde viteza curentului este mică, substratul, de regulă, este compus doar din nisip sau mîl, deoarece viteza de mișcare a apei nu este suficient de mare pentru a transporta pietre mari. Bancurile de pietriș sunt amplasate la cotitura rîului. Organismele de pe fundul rîului pot fi colectate prin mișcarea bruscă a plasei înainte (contra curentului) pentru a mișca din loc cîțiva centimetri de pietriș, nisip sau pietre. Pietrișul trebuie spălat în căldarea cu fundul de plasă apoi aruncat în rîu.
Dacă în apă sunt pietre mari (cu un diametrul mai mare de 5 cm), este important de mișcat din loc orice organisme de vizuină. Pentru aceasta, plasa trebuie expusă în acea parte a pietrelor, unde apa se mișcă în sensul curentului. Pe o suprafață de 0,09 m² în fața plasei, pietrele trebuie lovite încetișor cu vîrful degetelor sau împinse cu mîna. Această mișcare va deplasa organismele de vizuină și împreună cu apa acestea vor nimeri în plasă.În timpul colectării probelor, ochiurile plasei cu ramă în formă de D trebuie clătite prin apă (fără a permite apei să curgă pe deasupra plasei) pentru a elimina mîlul mărunt din plasă. Aceasta va preveni acumularea în vas a unei cantități mari de sediment și mîl, iar apa nu se va face tulbure. [7]
Organismele colectate din plasă sau din vas trebuie plasate în grupuri similare pe parcursul colectării probelor. Aceasta va accelera identificarea organismelor și inregistrarea rezultatelor.
Metoda de prelevare a probelor de pe fundul acoperit cu pietre este destinată pentru investigatiile rîurilor cu fundul acoperit cu pietre sau bancuri. Bancul este o trăsătură a fundului rîului cu pietre netede rotungite (cu diametrul de 5-25 cm) unde apa formează bule deasupra pietrelor. Năvodul (fig. 1.6) este cel mai potrivit instrument pentru colectarea macronevertebratelor din rîurile cu fundul acoperit cu pietre.
Metoda de colectare a probelor de pe fundul acoperit cu pietre constă în folosirea năvodului de 0,9×0,9 m cu ochiuri de 0,4 mm sau 0,8 mm. Ambele dimensiuni ale ochiurilor plasei permit capturarea întregii diversități a speciei de macronevertebrate incluse în această metodă de monitorizare. Totuși, plasa cu ochiuri de 0,8 mm permite obținerea unor probe mai ample, deoarece în plasă se prind organisme mai tinere și, prin urmare, mai mici ale fiecărei specii.
Echipament:
1.Năvod* (cu o plasă fină, 0,9×0,9 m cu ochiuri de 0,8 mm și două bare de suport de fiecare
parte);
2.Termometrul de apă;
3.Două cutii mici de amplificare (opțional);
4.Lupă (opțional);
5.Vas plat de plastic;
6.Vase pentru mostre sau boxe pentru cuburi de gheață pentru sortarea organismelor;
7.Pensetă sau forceps (opțional);
8.Cearșaf alb sau mușama albă (opțional);
9.Planșetă cu clamă pentru hîrtii (opțional);
10.Aparat de fotografiat (opțional);
* Confecționarea năvodului, materiale:
o bucată de plasă de nailon 0,9 m x 1,8 m cu ochiuri de 0,8 mm;
4 fîșii de pînză grea (15 cm x 90 cm);
2 bare de lemn (1,8 m);
cuie de finisare și ciocan sau capsator de mare capacitate;mașină de cusut și ață
fier și masă de călcat.
Instrucțiuni de confecționare:
Plasa de nailon se îndoaie în jumătate pentru a forma un pătrat 0,9 x 0,9 m;
Capetele părților lungi ale fîșiilor de pînză se îndoaie înăuntru (12 mm de fiecare parte) și se presează cu fierul de călcat. Fiecare fîșie va avea 12,5 cm x 90 cm. Se îndoaie fiecare fîșie în jumătate pentru a obține fîșii de 6,2 cm x 90 cm.Una din fîșii se coase deasupra plasei de nailon, iar altă fîșie – dedesubtul plasei de nailon, punînd plasa de nailon intre capetele care au fost îndoite înăuntru în etapa 2. Celelalte două fîșii se folosesc la confectionarea huselor pentru bare. Capetele îndoite în etapa 2 se cos de-a lungul părții drepte celei stîngi ale plasei de nailon. Barele se introduc în husele pînzei se fixează cu cuie de finisar e sau capsator de capacitate mare.
Fig. 1.6 Confecționarea și aspectul final al năvodului
Selectarea locului. Se recomandă selectarea unui banc cu o adîncime de 7,5-30 cm, unde apa se mișcă rapid, dimensiunea pietrelor fiind de 5-25 cm sau mai mare. Înainte de a intra în rîu, trebuie înregistrate, pe versoul formularului de înregistrare, datele despre calitatea rîului, observațiile privind structura bancului.
Poziționarea năvodului. Năvodul trebuie plasat la capătul bancului, unde apa se mișcă în sensul curentului. Plasa se fixează de fundul rîului cu ajutorul pietrelor, astfel ca nici un organism să nu evadeze dedesubtul plasei. Apa nu trebuie să curgă deasupra plasei; organismele ar putea evada pe deasupra plasei. Pe langă aceasta, dacă apa curge pe deasupra plasei, nivelul apei este prea înalt și nu asigură securitatea monitorizării.
Colectarea probelor. Monitorizarea fundul rîului se efectuează pe o distanță de 0,9 m contra sensului curentului pe toată lungimea și lățimea năvodului. Se spală minuțios cu mîinile toată suprafața pietrelor pentru a deplasa orice insecte lipite. După ce au fost înlăturate macronevertebrate, toate pietrele mari se separă în afara suprafeței de monitorizare. Fundul rîului se agită cu mîinile și picioarele pînă la cercetarea deplină a întregii suprafețe de 0,3 m². Toate organismele atinse și deplasate vor nimeri în plasă. Apoi, timp de cel puțin 60 de secunde, se agită fundul rîului cu vîrful piciorului, făcînd mișcări în direcția plasei. Se agită vreo 5 cm de sediment pentru a deplasa organismele din vizuini.
Scoaterea năvodului. Înainte de a scoate năvodul, trebuie de spălat orice piatră folosită pentru a fixa plasa de fundul rîului și trebuie scoase pietrele de la fund. Se apucă strîns fundul plasei pentru ca mostra să nu cadă din ea și apoi se scoate năvodul cu o mișcare îndreptată înainte. Ideea este de a scoate plasa fără a permite insectelor să fie spălate sub sau din plasă.
Separarea mostrei. Amplasarea unei bucăți de mușama albă sau a unui cearșaf alb sub năvod înainte de separarea mostrei va permite prinderea organismelor minuscule care s-ar putea strecura prin ochiurile năvodului. Năvodul trebuie udat periodic cu o stropitoare sau un pulverizator. Organismele vor înceta să se miște cînd plasa se va usca. Udarea periodică a plasei va provoca organismele să se miște și va facilita depistarea lor. Stropirea plasei este, în special, importantă în zilele uscate cu arșiță.Plasa trebuie amplasată pe o suprafață plată, luminoasă, ferită de razele directe ale soarelui. Cu ajutorul pensetei sau al degetelor, se separă toate organismele din plasă în vasul de colectare (umplut pe jumătate cu apă). Organismele se sortează în grupuri similare pe măsura separării mostrelor. Aceasta va facilita procesul de identificare și înregistrare a rezultatelor.[7]
CAPITOLUL II. DIVERSITATEA SPECIILOR CU ROL DE BIOINDICATOR DIN RÎUL RĂUT
Resursele acvatice ale Republicii Moldova sunt reprezentate de 3621 rîuri și rîulețe cu lungimea totală de circa , circa 4117 lacuri naturale și bazine artificiale, amplasate pe cursurile și construite în albiile acestora, ape subterane cu peste 7000 fîntîni arteziene și circa 166 542 fîntîni cu alimentare din apele freatice.
Cele mai mari lacuri naturale sunt situate pe cursul rîului Prut (Beleu – 6,26 km2, Dracele – 2,65 km2, Rotunda – 2,08 km2, Fontan – 1,16 km2), fluviului Nistru (Bîc – 3,72 km2, Roș – 1,6 km2, Nistru Chior – 1,86 km2). Cele mai mari bazine artificiale: Costești – Stînca pe rîul Prut (735 mln.m3 apă) și Dubăsari pe Nisru (277,4 mln.m3 apă). Această rețea de bazine acvatice asigură regularizarea și evacuarea scurgerilor de suprafață și celor subterane, răspunde presingului recreativ, se folosește pentru aprovizionarea cu apă potabilă și tehnică, irigație,navigație și în alte scopuri. Conform datelor Agenției de Stat „Apele Moldovei” principala sursă de aprovizionare cu apă sunt apele subterane din care se alimentează majoritatea populației rurale a republicii. Din sursele de suprafață cea mai importantă sursă de alimentare cu apă este fluviul Nistru, căruia îi revin circa 83 %, rîul Prut – 1,8 %, sursele subterane -15,%, alte surse de apă de suprafață – 0,2 %.[17]
Rîurile reprezintă un component al mediului cu o importanță deosebită pentru societatea umană. Apa rîurilor este folosită drept apă potabilă, în industrie, pentru irigații, recreație, producerea energiei electrice și transportul fluvial. În același timp sunt importante și funcțiile naturale ale rîurilor acestea avînd rolul de habitat pentru pești și păsări. La fel sunt importante și funcțiile de stocare a apei si reținere a sedimentelor, funcția de autoepurare a apei prin stocarea și reciclarea nutrienților și transformarea poluanților organici și anorganici, funcția de biodiversitate precum și funcția socială.
În comparație cu alte state din Europa, Republica Moldova este o țară cu resurse reduse de apă. Deși se constată numeroase acumulări, volumul apei de suprafață stătătoare și debitul rîurilor este unul mic. Apele fluviilor sunt regulat afectate, în primul rînd, de factorul antropic, sursele de poluare ale rîurilor, de regulă, fiind legate de activitatea omului. Drept factori esențiali sunt considerați deversări ale deșeurilor menajere, care se caracterizează prin conținutul sporit de agenți patogeni cu un potențial epidemiologic înalt.
Asupra calității apelor mai acționează și salubrizarea nesatisfăcătoare a teritoriilor, ceea ce face posibilă pătrunderea prin apele pluviale a poluanților organici. În rezultat se modifică proprietățile organoleptice, chimice și componența biologică din ape. În unele cazuri poluarea rîurilor este cauzată de crearea și dezvoltarea zonelor de recreație. Problemele ecologice ale rîurilor sunt legate și de folosirea irațională a apei la irigare, defrișarea fîșiilor forestiere de protecție din lunca rîurilor, regularizarea apei.
Valorificarea intensă a rîurilor în scopuri de deversare a apelor reziduale contribuie la reducerea oxigenului din ape, a ionilor de amoniu și microelementelor. Managementul resurselor de apă este pus în dificultate nu atît din punct de vedere al cantității acestor resurse cît mai ales a calității lor, aceasta fiind afectată de diverse forme de poluare. Actele normative interne și cele internaționale la care Republica Moldova este parte prevăd utilizarea apelor din fluvii în baza unor principii de protecție și utilizare durabilă a resurselor, diminuarea semnificativă a nivelului de poluare, prevenirea degradării și restabilirea ecosistemelor, conservarea biodiversității, prevenirea și diminuarea consecințelor impactului nociv al apelor provocat de factori naturali și antropogeni.
În Republica Moldova monitoring-ul ecologic privind calitatea apelor de suprafață este efectuată de către Serviciului Hidrometeorologic de Stat prin intermediul Direcției Monitoring al Calității Mediului (DMCM). În prezent activitatea de monitoring se caracterizează prin efectuarea observațiilor sistematice asupra calității apelor de suprafață în secțiunile de monitoring, amplasate pe rîurile mari și mici, lacurile de acumulare, lacuri naturale artificiale, unde sunt analizați indicii hidro-bio-chimici în conformitate cu programul de activitate și convențiile și acordurile internaționale. [1]
Răutul – cel mai mare rîu intern al Moldovei, are lungimea de aproape 300 km. Pînă la orașul Bălți Răutul curge exact de la nord spre sud, apoi brusc își schimbă direcția în una latitudinală, iar începînd cu orașul Florești curge în general spre sud-est. La Orhei albia Răutului străbate un șir de toltre. În apropierea Orheiului Vechi și satului Trebujeni rîul este foarte pitoresc: albia lui îngustă, cu forma unui canion în sensul direct al cuvîntului șerpuiește printre straturile calcaroase. Pe globul pămîntesc sînt rare asemenea cazuri, cînd un canion nu are o direcție rectilinie, ci formează meandre, iar o asemenea situație este caracteristică pentru cele mai mari rîuri din Moldova, făcîndu-le deosebit de frumoase și pitorești. Mai sus, rîul „e impus” de șirul de toltre să formeze albia largă de la Orhei, care e foarte mlăștinoasă și sărăturoasă.Rîul Răut își ia începutul din confluența a două izvoare la 2 km spre est de satul Rediu Mare, la altitudinea 180 metri și se revarsă în rîul Nistru, la 342 de la gură în aval de orașul Dubăsari. Lungimea rîului este de 286 km, avînd o suprafață de captare a apelor de 7,760 km2 cu gradul de înclinație de 0,59 %. Bazinul rîului ocupă cea mai mare parte a cîmpiei Moldovei de Nord, are forma pomului de măr cu o lungime de 190 km și lățime medie de 41 km. Rețeaua hidrografică a rîului are un caracter arboricol, densitatea medie – 0,48 km/km2. Cei mai mari afluenți ai rîului sunt Copăceanca, Cubolta, Căinari, Camenca, Soloneț, Ciulucul Mic. Pe o lungime de 80 km, acesta primește doar două rîulețe mai mari: Cula și Cogîlnic. Albia este puțin șerpuitoare, în unele sectoare albia se pierde în lunca înmlăștinită, în altele este barată, formîndu-se iazuri și lacuri cu o capacitate de 52,9 mii m3. Cursurile de apă, (rîuri și afluenți), sunt caracterizate, în general, printr-o mineralizare mai scăzută, suma sărurilor minerale dizolvate fiind sub 400 mg/l. Aceasta este formată din dicarbonați, cloruri și sulfați de sodiu, potasiu, calciu și magneziu. Duritatea totală este, în general, sub 15 grade, fiind formată în cea mai mare parte din duritate dicarbonatată. Concentrația ionilor de hidrogen (pH-ul) se situează în jurul valorii neutre, fiind cu un pH = 6,8 – 7,8. Dintre gazele dizolvate sunt prezente oxigenul dizolvat, cu saturație între 65 – 95% și bioxidul de carbon liber, în general sub 10 mg/l. [17]
Fig. 2.1 r. Răut
Caracteristica principală a cursurilor de apă o prezintă încărcarea variabilă cu materii în suspensie și substanțe organice, încărcare legată direct proporțional de condițiile meteorologice și climatice. Acestea cresc în perioada ploilor, ajungînd la un maxim în perioada viiturilor mari de apă și la un minim în perioadele de îngheț. Deversarea unor efluenți insuficient epurați a condus la alterarea calității cursurilor de apă și la apariția unei game largi de impurificatori: substanțe organice greu degradabile, compuși ai azotului, fosforului, sulfului, microelemente (cupru, zinc, plumb), pesticide, insecticide organo-clorurate, detergenți etc. De asemenea, în multe cazuri se remarcă impurificări accentuate de natură bacteriologică. O particularitate caracteristică a apei din rîuri este capacitatea de autoepurare datorată unor serii de procese naturale biochimice, favorizate de contactul aer-apă. [13]
Fig.2.2 Locul unde se întîlnesc rîurile Răut cu Nistru
În baza experienței proprii de mai mulți ani și a datelor din literatură, se determină clasa calității apei pentru ecosistemele acvatice din Republica Moldova după conținutul bacterioplanctonului total, numărului total de bacterii heterotrofe, fenolitice, petrolitice și indicele bacterian, ținînd cont de specificul zonei și influența puternică a presiunii antropice. Clasificarea apelor de suprafață din Republica Moldova după indicii microbiologici prevede cinci categorii de calitate (tab.2.1).
Tabelul 2.1 Clasa calității apei și gradul de poluare a ecosistemelor acvatice din RM după indicii microbiologici
Clasa I-a de calitate (pură) corespunde apelor de suprafață în care numărul total de bacterii nu depășește 0,5 mln cel/ml, iar bacteriile saprofite – 0,5 mii cel/ ml, iar bacteriile petrol și fenol – rezistente sunt mai puțin de 10 cel/ml. Apa este bună și poate fi destinată pentru toate tipurile de folosință. Activitatea vitală a hidrobionților nu este afectată. Ecosistemul se încadrează în categoria oligotrof, saprobitatea – oligosaprob.
Clasa II-a de calitate (relativ pură) corespunde apelor de suprafață în care numărul total de bacterii nu depășește 2,0 mln cel/ml, iar bacteriile saprofite –2,0 mii cel/ ml, iar bacteriile petrolitice – 10 cel/ml, iar fenol –rezistente sunt mai puțin de 100 cel/ml. Funcționarea ecosistemelor acvatice nu este afectată. Apa este bună în scopuri potabilității după o simplă tratare. Ecosistemul se încadrează în categoria mezotrof, saprobitatea – oligomezosaprob.
Clasa III-a de calitate (moderat poluată ) corespunde apelor de suprafață în care numărul total de bacterii nu depășește 5,0 mln cel/ml, iar bacteriile saprofite –10,0 mii cel/ ml, bacteriile petrolitice – 100 cel/ml iar fenol –rezistente sunt mai puțin de 1000 cel/ml. Funcționarea ecosistemelor acvatice prezintă semne moderate de degradare a funcționării ecosistemului. Activitatea normală a hidrobionților este afectată. Apa după o simplă tratare nu este bună de utilizat în scopuri potabile. Ecosistemul se încadrează în categoria eutrof, saprobitatea – β-mezosaprobă.
Clasa IV-a de calitate (poluată) corespunde apelor de suprafață în care numărul total de bacterii nu depășește 10,0 mln cel/ml, iar bacteriile saprofite –25,0 mii cel/ ml, bacteriile petrolitice – 1000 cel/ml, iar fenol –rezistente sunt mai puțin de 10000 cel/ml. Funcționarea ecosistemelor acvatice prezintă semne de alterări majore ale componentelor hidrobiologice și hidrochimice. Ecosistemul se încadrează în categoria politrof, saprobitatea – α-mezosaprobă. Apa poate fi utilizată în scopuri potabile numai după o tratare complexă intensivă.
Clasa V-a de calitate (foarte poluată) corespunde apelor de suprafață în care numărul total de bacterii este mai mare de cît 10,0 mln cel/ml, iar a celor saprofite mai mare de cît 25,0 mii cel/ ml, bacteriile petrolitice depășesc cifra de 1000 cel/ml, iar fenol – rezistente depășesc cifra de 10000 cel/ml. Funcționarea ecosistemelor acvatice prezintă semne grave de degradare a funcționării ecosistemului. Activitatea vitală a hidrobionților în deosebi piscicultura este grav afectată. Ecosistemul se încadrează în categoria hipertrof, saprobitatea –polisaprobă. Apa nu poate fi utilizată în scopuri potabile. [11]
CAPITOLUL III. REZULTATELE OBȚINUTE
Bacterioplancton. Pentru a evalua calitatea apei din rîu sunt prelevate anual cîte 12 probe bacterioplanctonice din 5 secțiuni dfe control (mun. Bălți în amonte, mun. Bălți în aval, or. Florești în amonte, or. Orhei în amonte, s. Ustia) în perioada vegetativă. Cantitatea totală a bacteriilor a variat 0,39-4,28 mln cel./ml. În anii precedenți numărul acestora era aproximativ același. [11]
Fig. 3.1. Bacteriile saprofite
Fitoplancton. Flora algologiică a r. Răut a fost investigată prin recoltarea și analiza a 11 mostre de fitoplancton. S-au depistat reprezentanți din toate grupele de alge. Alga betamezosaprobă dominantă în anii 2012-2013, Aphaniyomenon flos-aquae, din algele cianofite și păstrat poziția de lider și în anul 2014. Ca și în ceilalți ani, dintre algele diatomee au predominat: Cymbella tumida, gg. Synedra, Cocconeis pediculus ș.a.
Dintre algele euglofite au dominat: Euglena acus, Phacus orbicularis și Euglena proxima. Printre algele verzi au dominat Scenedesmus dimorphus și Ankistrodesmus angustus.Numărul total maxim al fitoplanctonului a fost depistat în mun. Bălți în amonte. Calitatea apei conform parametrilor fitoplanctonici s-a menținut la nivelul anilor 2012-2013 și se apreciază cu clasa a III-a de calitate „poluată moderat”.[2, 4]
Concentrația clorofilei „a”. Pentru evaluarea calității apei conform conținutului de clorofila „a” în perioada de vegetație sa-u preluat 13 probe. Aceasta a oscilat între 1,18-17,76 µg/l. Activitatea minimă a fotosintezei fitoplanctonului s-a înregistrat în luna mai, iar maximă în luna iulie. Calitatea apei în toate secțiunile analizate se apreciază cu clasa I de calitate „foarte bună”. Comparativ cu anii precedenți nu a suferit schimbări esențiale.
Zooplancton. Evaluarea calității apei din Răut în comparație cu cele precedente se efectuează în baza unei singure probe. Comunitatea de zoplancton e reprezentată de următoarele clase taxonice: Cladocera, Copepoda, Harpacticoida, și cei mai mulți aparțin clasei Rotifera. Proba analizată se caracterizează cu 4000 ex/m3, cu biomasa de 48 mg/m3. Comparativ cu anii trecuți calitatea apei rămîne neschimbată, încadrîndu-se în clasa I „foarte bună”. [11]
Fig. 3.2. Chydorus Sphaericus
Fitobentos. Trimestrial, pe parcursul întregului an au fost prelevate cîte 5 probe. Comunitățile algelor bentale din probele analizate aparțin următoarelor grupe taxonomice: Chlorophyta, Euglenophyta, Cyanophytași Bacillariophyta. În anul 2014 au fost determinate de la 11 pînă la 30 de specii, cel mai mare fiind în luna iulie. În toate mostrele predominante au fost algele Bacillarioaphyta dseoarece acestea preferă condiții poluate precum nutrienți, poluarea organică, pH ș.a. Fig. 3.3. Nitzchia sigmoidea
Comparativ cu anii 2012-2013, în anul 2014 au fost înregistrate schimbări ușoare pozitive în compoziția taxonomică a fitobentosului. Calitatea apei s-a încadrat în limitele clasei II de calitate „bună”. În figura 3.4 observăm cum variază indicele saprobic calculat după parametrii fitobentonici în diferite perioade vegetative. [10,11]
Fig.3.4.Variația indicelui saprobic calculat după parametrii fitobentonici în perioada vegetativă a anului 2014 în r.Răut
Macrozoobentos. Fauna bentonică a r. Răut a fost cercetată la 5 secțiuni conform planului de activitate. Au fost depistate următoarele grupe taxonomice: Oligochaeta, Mollusca (Phzsella acuta, Pisidium casertanum, Dreissena polzmorpha, Theodoxus fluviatilis), Insecta (Chironomidae sp., Corixa sp., Sigara falleni, Hzdropszche instabilis, Inschnura elegans, Ilycoris cimicoides, Platzcnemis pennipes, Heptagenia sulphurea), Crustacea (Diskerogammarus haemobaphes, Limnomzsis benedeni, Asellus aquaticus). Conform indicelui saprobic calitatea apei din r. Răut corespunde clasei a II, adică „bună”. În comparație cu anii 2012-2013, s-a micșorat conținutul de microrganisme în bacterioplancton și al substanțelor organice.[8]
Fig.3.5. Variația indicelui saprobic pe anii 2012-2014
Calitatea apei r. Răut. Pentru evaluarea stării biologice a rîului s-au prelevat șianalizat probe la bacterioplancton, fitoplancton, zooplancton, fitobentos și macrozoobentos din 5 secțiuni ale rîului în perioada vegetativă a anului. Analiza comunităților fitoplanctonice a indicat prezența unei structuri algale cu o biodiversitate înaltă dominată de principalele grupe algale ce reprezintă diferite zone saprobice, de la beta-pînă la poli-alfamezosaprobă. În comunitatea zooplanctonică au fost întîlnite organisme cu nivele de saprobitate ce indică calitatea apei „foarte bună”. Baza structurii comunităților macrozoobentonice a r. Răut a fost alcătuită din oligochete, moluște, insecte, crustacee. Comform nevertebratelor bentonice, calitatea apei a fost apreciată cu clasa a II-a, adică „bună”. În comparație cu anii precedent în rîu s-a micșorat substanțelor organice. [9,10,11]
CAPITOLUL IV. PERSPECTIVELE UTILIZĂRII ACESTOR SPECII
Față de analiza chimică, analiza biologică are unele avantaje și dezavantaje. Avantajul cel mai important constă în valoarea ei retrospectivă. Dacă analiza chimică dă informații asupra unor caracteristici ale apei, valabile numai pentru momentul prelevării probelor, analiza biologică furnizează date medii care oglindesc situația din trecut pe o perioada îndelungată de timp. Cu alte cuvinte analiza biologică poate da informații despre poluarea istorică. Acest avantaj este consecința așa numitei inerții biologice ce caracterizează materia vie. Reacția de răspuns a unui organism față de factorii de mediu (temperatură oxigen pH, turbiditate, concentrații ridicate ale unor compuși chimici, etc.), nu are loc imediat ci se petrece într-o perioadă de timp mai îndelungată, perioada care depinde de valoarea cantitativă și calitativă a acestor factori precum și de valența ecologică a speciiei respective. În urma schimbării condițiilor fizico-chimice de mediu dintr-un rîu prin devărsarea de ape uzate, se produce o dereglare a echilibrului biologic, iar organismele respective dispar treptat, fiind înlocuite de altele, adaptate noilor condiții de mediu. Deci această dispariție nu are loc brusc, întrucît organismele rezistă un timp oarecare, timp care variază de la o specie la alta și chiar de la un individ la altul. Se produce astfel o selecție a organismelor în funcție de valența lor ecologică. După un timp oarecare, porțiunea de rîu poluată organic va fi populată numai cu organisme adaptate noilor condiții, care găsind resurse bogate de hrană, și în lipsa concurenților, se vor înmulți foarte repede. Se creează astfel o nouă biocenoză, cu o altă structură și cu o altă integralitate. După încetarea deversării de ape reziduale, în bazinul receptor are loc din nou o restructurare a biocenozei, selecția făcîndu-se pe cale invers. Condițiile fizico-chimice revin la normal intr-un timp relativ scurt, dar refacerea biocenozei durează mai mult. Pe măsură ce resursele de hrană se împuținează și condițiile fizico-chimice revin la normal, biotopul se repopulează treptat cu un număr mare de specii, care, datorită concurenței, sunt reprezentate printr-un număr redus de indivizi. 5 In perioada de tranziție, atît după începerea deversării de ape uzate, cît și după încetarea ei, în zona respectivă se va întîlni un amestec de specii noi și specii vechi (reziduale). Este evident deci că situația biologică întîlnită la un moment dat in rîul receptor nu oglindește condițiile fizico-chimice ale apei din momentul respectiv, ci condițiile care au existat intr-o perioadă oarecare de timp in urmă. Totuși, chiar in timpul procesului de poluare, deversarea în receptor a apelor încărcate organic nu se face în mod uniform, existînd fluctuații ale debitului efluientului și deci ale compoziției fizico-chimice ale rîului receptor. Aceste fluctuații se traduc prin variații corespunzătoare în componența biocenozei din zona poluată a rîului, tocmai datorită inerției organismelor, astfel încît o analiza biologică oglindește situația medie a poluării, rezultanta tuturor acestor fluctuații în compoziția fizico-chimică a apei. Pentru a stabili gradul de poluare al receptorului, chimistul trebuie sa surprindă toate aceste fluctuații, să ia deci un număr mare de probe pentru analiza, pe cînd biologul este în măsură să facă o caracterizare a situației după o singură probare. Analiza biologică poate oferi informații și asupra gradului de intoxicare a emisarului, lucru pe care analiza chimică nu este în măsură să-l facă. Alte avantaje sunt legate de sensibilitatea acestei metode, de economicitatea ei și de rapiditatea cu care se efectuează analiza biologică în comparație cu cea chimică. Totuși, analiza biologică are anumite limite. În primul rînd, ea nu este specifică, neputînd furniza valori cantitative asupra proceselor de impurificare și nici nu poate indica natura substanțelor poluante. În aceasta situație, cele două metode se completează reciproc, una fără alta neputînd da decît informații parțiale. Dacă o poluare puternică nu este greu de identificat, atunci cînd este vorba de o poluare slabă, numai o analiza atentă a condițiilor biologice corelată cu datele chimice o poate pune in evidență.[6]
Speciile de plante utilizate ca bioindicatori ai poluării pot fi încadrate în două categorii: Specii autohtone care cresc natural într-o anumită zonă, sunt reprezentate de plante perene, arbuști sau arbori, cu creștere înceată și care au o reacție lentă la creșterea concentrației de poluant, efectele apărînd mai tîrziu în decursul perioadei de creștere. Aceste specii sunt numite “specii detector” sau biomonitori de acumulare (utilizarea lor face obiectul metodei pasive de monitorizare). Din această categorie se utilizează în S.U.A.: pinul galben, frasinul american. Aceste specii detector nu necesită măsuri speciale de îngrijire în mediul natural în care cresc.
Specii alohtone introduse, care cuprind în general plante erbacee, repede-crescătoare, uniforme genetic, numite generic “specii santinelă”. Utilizarea lor face obiectul metodei active de biomonitorizare) [15]
Speciile-santinelăreacționează de obicei rapid la creșterea concentrației de poluanți, fiind folosite pentru a semnala de timpuriu prezența acestora. Plantele sunt cultivate în aer curat, lipsit de poluanți și transplantate apoi în zonele monitorizate fiind uniforme genetic, și reacția lor la poluant este relativ uniformă. Exemple: măslinul american (Prunus serotina Ehrh.), pinul galben (Pinus ponderosa Laws.), frasinul american (Fraxinus americana L.), frasinul de Penssylvania (Fraxinus pennsylvanica Marsh.), plopul tremurător (Populus tremuloides L.), arborele lalea (Liriodendron tulipifera L.).
Speciile-santinelă reacționează de obicei rapid la creșterea concentrației de ozon din aer, fiind folosite pentru a semnala de timpuriu prezența acestuia.
Alături de plante, ca bioindicatori ai poluării se folosesc insectele, cum sunt albina pentru acid fluorhidric, sau păduchele socului pentru dioxid de sulf, iar dintre mamifere, șobolanul pentru dioxidul de azot.
Indicatorii biologici nu sunt utilizați doar în cazul poluării, ci pot fi utilizați și pentru alte scopuri. Astfel, furnicile sunt utilizate ca bioindicatori în condițiile reconstrucției ecologice în anumite zone (zone degradate de activități miniere, zone distruse de incendii) sau ca bioindicatori ai diversității. În general, se studiază ansamblul de specii de furnici din zonele respective și relațiile lor cu prada sau prădătorii.
Alte specii de insecte, și anume carabidele (Carabidae, Coleoptera), sunt un fidel indicator al modului de distribuție a vegetației: există specii caracteristice mediului alpin, subalpin sau forestier. Inventarierea, la un anumit interval de timp, a ansamblului de specii de carabide și stocarea acestor informații în baze de date poate oferi, prin comparație, informații privitoare la dinamica ecosistemelor.[15]
Alte insecte, cum sunt libelulele (Odonata), pot oferi, în urma studierii evoluției distribuției acestora în spațiu, indicații despre apariția unei perturbări în funcționarea ecosistemului din care acestea fac parte.
Fluturii (Lepidoptera) pot oferi informații despre reapariția și succesiunea speciilor vegetale pe teren denudat. De asemenea, păianjenii (Araneide) pot fi utilizați ca bioindicatori ai echilibrului ecosistemelor. [15]
Păsările sunt foarte buni bioindicatori (și în unele cazuri, singurii) ai schimbărilor de mediu, la care reacționează prin modificarea compoziției speciilor din cadrul unei biocenoze, prin modificarea comportamentului sau a aspectului și a capacității de reproducere. Păsările pot fi utilizate pentru a examina efectele pe termen lung ale fragmentării habitatelor lor, efectul introducerii de noi specii în ecosistem, pentru monitorizarea calității apelor, pentru obținerea de informații privind sănătatea populațiilor de pești, pentru identificarea unor poluanți, cum sunt pesticidele organoclorurate, metalele grele sau substanțele radioactive. Un avantaj al utilizării păsărilor ca bioindicatori este reprezentat de faptul că au fost în amănunt studiate în trecut și, ca urmare, se dispune deja de numeroase date privitoare la răspîndirea lor naturală, la ecologia și etologia lor, care pot fi comparate cu date noi, obținute din ecosisteme afectate eventual de degradare sau perturbări diverse. [19]
Diferite specii de bufnițe au fost și ele utilizate ca specii santinelă, pentru avertizare precoce în cazul degradării ecosistemelor. Aceste specii, la fel ca și alte specii de prădători, au fost utilizate ca biomonitori deoarece sunt larg răspîndite, au un comportament teritorial, nu sunt migratoare, au o rată de înmulțire ridicată și un metabolism rapid. Fiind consumatori de ordin superior, bufnițele pot concentra în corpul lor, datorită prăzii consumate, diverse substanțe poluante. Bufnițele s-au dovedit sensibile la o variată gamă de poluanți, cum sunt pesticidele (organoclorurate sau organofosforice), metalele grele, fluoruri, și concentrează în corp, datorită hranei consumate, pesticide.
Un alt bioindicator care a fost frecvent utilizat și bine studiat este șoimul călător (Falco peregrinus L.), ale cărui populații au înregistrat în trecut o drastică diminuare datorită expunerii la D.D.T și la alte insecticide organoclorurate.
1.b.Avantajele utilizării peștilor ca indicatori ecologici Există mai multe metode de biomonitorizare a calității apei rîurilor, însă cea mai simplă și necostisitoare, este monitorizarea biologică bazată pe gradul de sensibilitate al peștilor la poluările existente în ecosistemele acvatice. [20]
Unele specii de pești sunt foarte sensibile la poluare și nu pot supraviețui în apa degradată, altele sunt mai rezistente (mai puțin sensibile),iar altele sunt tolerante la poluare.
Speciile genului Gobio-exemplu porcușorul-sunt sensibile la poluare,din genul Rhodeus, boarța este foarte sensibilă,din genul Neogobius, ciobănașul-este foarte sensibil la poluare fiind o specie iubitoare de apă curată. Din categoria speciilor mai puțin sensibile la poluare fac parte: obletele, babușca, roșioara, bibanul, șalău. Din clasa speciilor tolerante fac parte:murgoiul bălțat, zvîrluga ,carasul argintiu.
Din studiile de ecologie acvatică ale diverșilor autori rezultă că o serie de caractere specifice populațiilor de pești îi fac deosebit de utili în aprecierea degradării mediului:
1) peștii sunt prezenți în toate mediile acvatice și adesea în ape extrem de poluate
2) în general au populații stabile și nu sunt supuși unei fluctuații sezoniere foarte puternice (ca în cazul multor nevertebrate)
3) peștii sunt integratorii răspunsurilor altor compartimente ale ecosistemului, deoarece depind de acestea pentru reproducere, pentru hrană sau adăpost astfel:
– peștii preiau hrana de la diferite nivele ale lanțurilor trofice integrînd astfel toate componentele ecosistemului biomasa lor depinde de producția primară și secundară
– peștii au o viață relativ lungă, analiza structurii de vîrste a populațiilor și calculul ritmului de creștere oferind date despre istoria populației
4) peștii sunt ușor de identificat pe teren și permit o apreciere rapidă a calității ecologice
5) există multe informații despre biologia peștilor și numeroase instituții care colecteză date referitoare la aceștia
6) interesul factorilor de decizie și al publicului față de starea populațiilor de pești este mai mare decît față de cea a microorganismelor sau nevertebratelor. [20]
Rolul de bioindicator a algelor. Comunitatile algale bentonice epipelice , epilitice sau epifite sunt utilizate in cadrul proceselor de biomonitoring al rîurilor în multe țări (Safanova 1996, Bukhtiyorova 1999, Peterfi, Momeu 1985 ). În general se observă modificarea treptată a structurii cantitative și calitative relative a comunităților de diatomee dinspre partea superioară a cursului de apa spre cea inferioară. În puncte situate mai sus apar specii de ape curate și repezi ca Diatoma anceps. Mai jos apar specii caracteristice apelor mai mult sau mai putin acide, cu continut mineral scăzut. În puncte de cercetare cu localizarea putin mai joasă apare Diatoma vulgare ca dominantă. [18]
Unul dintre multe aspecte ale efectului activităților umane asupra mediului natural este saprobizarea apelor ca rezultat al poluării menajere, agricole si industriale. În sistemul calității apelor Sladecek spunea ca ,, baza unei evaluări biologice a calității apelor de suprafață este cît mai complet posibilă determinînd speciile de organisme care compun comunitățile, aprecierea lor din punct de vedere cantitativ si cunoașterea ecologiei lor". Asa numitul sistem al saprobiilor a fost elaborat de Kolkwity si Marson (1908, 1909) si cuprinde un număr de specii care caracterizeaza diferite grade de încărcare a apei cu materii organice. La baza lui stă însușirea unor organisme de a se dezvolta în ape cu materii aflate în diferite stadii de descompunere. Prezența unor organisme în zonele foarte poluate se explică prin toleranța lor față de aceste condiții, iar prezența altora doar în apele curate, prin sensibilitatea lor față de mediul poluat. În sistemul saprobiilor sunt utilizati, ca indicatori ai calitatii apei, ambele categorii de organisme.
Macronevertebratele acvatice,indicatori biologici ai calității apei.
Nevertebratele acvatice au rol deosebit în biologia apelor.Dintre reprezentanții mai frecventi sunt: viermii (planaria, tubifex) ,moluste (scoici, melci), crustacei (decapode ,amfipode), insecte sau larvele lor (tricoptere, efemenoptere, chironomide). Se folosesc ca indicatori biologici ai apelor poluate,macronevertebratele din motive practice:
– pot fi observate cu ochiul liber ,pot fi ușor colectate , trăiesc în număr mare, se deplasează pe distanțe relativ mici și trăiesc intre 3-5 ani, permițînd observații a efectului poluării asupra populației respective.
– fiind adaptate ca o anumită calitate a apei,orice schimbare a mediului are o reacție de răspuns în structura și dinamica populațiilor
– au semnificație biologică importantă în biocenoza din care fac parte,alcătuiesc rețelele trofice
– prezența sau absența lor indică:calitatea generală a apelor, relația dintre substanțele nutritive(organice-anorganice),schimbarea condițiilor de viață,ca urmare a activității antropice. [4]
CONCLUZII:
După părerea mea, una dintre metodele de studiu privind calitatea apelor de suprafață este determinarea diverșilor indicatori biologici, pentru că aceasta oferă date nu numai la momentul prelevării probelor dar imaginea ecosistemului pe o perioada mai mare.
Gradul de poluare a apelor curgătoare influențează atît cantitativ, cît și calitativ populațiile de bioindicatori ai calității.
În comparație cu anii 2012-2013, în anul 2014 calitatea apei rîului Răut în general s-a stabilit la un nivel mediu de poluare.
În mod urgent este nevoie, de implementat un program la nivel statal pentru reducerea, ba chiar diminuarea poluării apelor curgătoare, pentru că într-un așa tempou degrabă nu vom mai avea apă potabilă.
Conform anuarelor SHMS condițiile climaterice au la fel un impact asupra gradului de poluare a apelor curgătoare.
Bibliografie:
Boboc, N., Brjan, I. Considerații privind evaluarea gradului de stabilitate ecologică a peisajelor den Republica Moldova. În: Ecologie și protecția mediului – cercetare, implementare, management. Materialele conferinței Jubiliare – INECO 15 ani. Chișinău. 2006. pag. 4-7.
Botnariuc, N., Evoluția sistemelor biologice supraindividuale. București: Editura Academiei Române. 2003. 237p.
Bulat, Dm., Biodiversitatea, Bioinvazia și Bioidicația (în studiul faunei piscicole din Republica Moldova). Chișinău: Foxtrod, 2014, 430 p. ISBN 978-9975-120-38-8.
Ciolpan, O., Monitoringul integrat al sistemelor ecologice, București: ARS Docendi 2005, p 235-262 ISBN 973-558-191-4.
Florea, L. Apele curgătoare și diagnoza ecologică. Editura Didactică și Pedagogică. București. 2002. 154 p.
Georgescu, D., Animale nevertebrate – morfofiziologie, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997, 129-158
Ionescu, A. și colab., Efectele biologice ale poluării, Ed. Academiei R.S.R., București, 1973,pag. 143-176
Mănescu, S., Cucu, M., Diaconescu, M.L., Chimia sanitară a mediului, Ed. medicală, București, 1994,pag. 13-169
Monitoringul calității apei și evaluarea stării ecologice a ecosistemelor acvatice : Îndrumar metodic / Acad. de Științe a Moldovei, Inst. de Zoologie, Univ. Acad. de Științe a Moldovei. „Elan Poligraf” – Chișinău, 2015. 84 p. ISBN 978-9975-66-503-2.
Ministerul Mediului al Republicii Moldova, Academia de Științe a Moldovei, Institutul de Ecologie și Geografie.Starea mediului în R. Moldova în 2007-2010. (Raport național). Chișinău, 2011. 192 p.
Ministerul Mediului al Republicii Moldova, Serviciul Hidrometeorologic de Stat, Direcția Monitoring al Calității Mediului Starea calității apelor de suprafață conform elementelor hidrobiologice pe teritoriul Republicii Moldova în anul 2012.. În: Anuar. Serviciu Hidrometeorologic de Stat, Direcția Monitoring al calității mediului, 2013, p.72-80.
Ministerul Mediului al Republicii Moldova, Serviciul Hidrometeorologic de Stat, Direcția Monitoring al Calității Mediului.Starea calității apelor de suprafață conform elementelor hidrobiologice pe teritoriul Republicii Moldova în anul 2013. În: Anuar. Serviciu Hidrometeorologic de Stat, Direcția Monitoring al calității mediului, 2014, p.73-81.
Ministerul Mediului al Republicii Moldova, Serviciul Hidrometeorologic de Stat, Direcția Monitoring al Calității Mediului. Starea calității apelor de suprafață conform elementelor hidrobiologice pe teritoriul Republicii Moldova în anul 2014. În: Anuar. Serviciu Hidrometeorologic de Stat, Direcția Monitoring al calității mediului, 2015, p.174-181.
Munteanu, C., Ecologie și protecția calității mediului / Constantin Munteanu, Mioara Dumitrașcu, Romeo-Alexandru Iliuță. București : Editura Balneară, 2011, ISBN 978-606-92826-9-4 84p.
Nicoară, M. Ureche, D. Ecologie acvatică, PIM, Iași, 2008. ISBN 978-606-520-015-9
Petrovici, M. Evaluarea calității râului Crișul Repede, utilizând larvele de efemeroptere (insecta ephemeroptera) ca bioindicatori /.: Editura Universității din Oradea, 2009 ,ISBN 978-973-759-978-0
Pop, I., Biogeografie ecologică, vol. I, Ed. Dacia, București: 1977, pag. 93-96
Popescu, V., Goia, I., Chimia mediului. Aplicații. U.T. Press, Cluj-Napoca: 2004, p 200-215, ISBN 973-8130-82-4.
Radulescu, R. MONITORINGUL INTEGRAT AL MEDIULUI, CLUJ-NAPOCA: 2014. 253 p.
Sandu, M., Lozan, R., Tărîță, A., Ropot, V. Metode și instrucțiuni privind controlul calității apelor. Chișinău, 2010. 171 p.
Statistica.md
Toderaș, I. Negru, Ecologia microorganismelor acvatice. Știința, Chișinău, 1999, 281 p.
Török, L., Tehnici de monitoring și evaluare a înfloririi algale. Probleme de ecologie teoretică și aplicată în România – Direcții actuale, Petarda,Tulcea: 2006, p.1-24.
Usatîi M. Evoluția, conservarea și valorificarea durabilă a diversității ihtiofaunei ecositemelor acvatice ale Republicii Moldova. Autoreferat al tezei de doctor habilitat în științe biologice, Chișinău, 2004, 48 p.
Zarnea, G., Mihăescu, G.R. Velehorschi, V. Principii și tehnici de microbiologie generală. Volumul I. București, 1992, 307 p.
DECLARAȚIE PRIVIND ASUMAREA RĂSPUNDERII
Subsemnatul Ciocîrlan Dumitru, absolvent a Universității de Stat „Alecu Russo” din Bălți, Facultatea Științe Reale, Economice și ale Mediului, specialitatea Ecologie, înscris la examenul de licență declar pe propria răspundere că lucrarea de față este rezultatul muncii mele, pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate si indicate, conform normelor etice, în note și în bibliografii.
Declar că nu am folosit în mod tăcit sau ilegal munca altora și că nici o parte din lucrare nu încalcă drepturile de proprietate intelectuală ale altcuiva, persoană fizică sau juridică.
Declar că lucrarea nu a mai fost prezentată sub această formă vre-unei instituții de învățămînt superior în vederea obținerii unui grad sau titlu științific ori didactic.
Data _________________
Semnătura ______________
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Influența Gradului DE Poluare A Apelor Asupra Populațiilor DE Bioindicatori DIN Rîul Răut (ID: 116653)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.