Badania biologiczne zbiorników wodnych
Zbiornik wodny stanowi ekosystem, który kształtują czynniki abiotyczne i biotyczne.
Czynniki abiotyczne:
- temperatura wody
- odczyn pH
- zawartość związków organicznych, nieorganicznych i gazów
- dostęp światła
Czynniki biotyczne:
- biocenoza (producenci, konsumenci i destruenci)
Producenci:
Rośliny zielone syntetyzujące substancje organiczne, wykorzystywane następnie jako pokarm dla heterotrofów. Na rozwój tych organizmów mają wpływ między innymi: światło, temp, zawartość CO2 i obecność niezbędnych pierwiastków biogennych.
Konsumenci:
Zwierzęta odżywiające się martwą substancja organiczną, żywymi organizmami roślinnymi, zwierzęcymi i bakteriami. Rozwój tych organizmów uzależniony jest m. in. przez temperaturę, zawartość tlenu, rodzaju i ilości dostępnego pokarmu.
Destruenci:
Większość bakterii i grzyby, które biorą udział w procesach mineralizacji związków organicznych i dostarczają niezbędnych do rozwoju producentów związków biogennych.
Sukcesja ekologiczna - obserwowane następstwa w występowaniu organizmów.
Sukcesja:
Pierwotna
Pojawia się w nowo tworzącym się ekosystemie, w którym początkowo następuje rozwój tylko producentów, a po pewnym czasie destruentów i konsumentów.
W sukcesji pierwotnej występuje dominacja producentów nad reducentami, czyli P/R >1. W kolejnych stadiach, w których rozwijają się konsumenci i destruenci stosunek ten maleje dochodząc do P/R = 1. W przypadku zmian spowodowanych ingerencją człowieka może dojść do sytuacji, w której P/R będzie mniejszy od jedności. Taki stan rzeczy prowadzi do zniszczenia życia w wodzie. Dla stosunku P/R większego od jedności - sukcesja autotroficzna, mniejsza od jedności - sukcesja heterotroficzna.
Wtórna
Obserwuje się ją wtedy, gdy została zniszczona równowaga w biocenozie na skutek wpływu czynników zewnętrznych.
Podział organizmów ze względu na strefy ich bytowania:
+ Dno i osady denne - organizmy bentosowe. Organizmy te dzielimy ze względu na rodzaj: rośliny - fitobentos i zwierzęce - zoobentos, lub ze względu na wielkość: makro lub mikrobentos. W toni wodnej występują również biernie unoszone przez wodę organizmy planktonowe: fito i zooplankton, zwane ogólnie biosestonem.
Makrofity:
- amfifity - gatunki ziemno wodne
- helofity - zakorzenione w dnie, których pędy owocujące znajdują się nad wodą
- nimfeidy - zakorzenione w dnie, o liściach pływających nad powierzchnią wody
- elodeidy - zakorzenione lub nie o pędach wegetatywnych owocujących, zanurzonych w wodzie
- isoetidy - rozwijające się na dnie
- pleusteon - pływające na powierzchni lub w toni, niezakorzenione
+ peryfiton - organizmy poroślowe zwierzęce i roślinne, zanurzone w wodzie
+ Nekton - swobodnie pływające zwierzęta, zasiedlające toń wodną
Wody dzieli się na:
- lotyczne - wody płynące /głównie rzeki i potoki/
- lenityczne - wody stojące /jeziora i stawy/
Wody lenityczne
W wodach tych wyróżnia się trzy podstawowe strefy:
Strefę litoralną - przybrzeżna strefa, płytka, prześwietlona do dna
Strefę pelagialną - tzw. otwartej wody, dochodząca do głębokości efektywnego przenikania świata
Strefę profundalną - czyli strefę głębokiej wody i dna, pozbawionej światła
Klasyfikacja wód pod względem ich jakości:
W miarę przebiegu procesu samooczyszczania wody kształtują się strefy tzw. saprobowe, w których stopień zanieczyszczenia ulega sukcesywnie zmniejszaniu.
Wyróżniamy 4 strefy saprobowe:
Polisaprobową - silnie zanieczyszczona
α mezosaprobową - średnio zanieczyszczona
β mezosaprobową - słabo zanieczyszczona
oligosaprobowa - wody czyste
Strefa polisaprobowa:
Czyli strefa największego zanieczyszczenia. Występują tu związki organiczne takie jak węglowodany, białka, tłuszcze, które w warunkach beztlenowych wlegają częściowemu rozkładowi do produktów pośrednich z wytworzeniem między innymi CO2, siarkowodoru, amoniaku i wodoru. W tej strefie często występuje deficyt tlenowy. W tych warunkach masowy rozwijają się destruenci, bakterie (zoolealne, nitkowate, promieniowce) oraz grzyby. Brak jest roślin zielonych, natomiast mogą być nieliczni przedstawiciele gatunków zwierzęcych: pierwotniaków, robaków.
Stfera α mezosaprobową
Występuja tu produkty pośrednie rozkładu związkow organicznych m.in. aminokwasy czy alkohole, które ulegają dalszemu rozkładowi. Rozwijają się tu również liczne bakterie m.in. amonitryfikacyjne oraz grzyby, z organizmów zwierzęcych pierwotniaki, robaki i larwyniektórych owadów. Spośród roślin zielonych pojawiają się sinice.
Strefa β mezosaprobową
Charakteryzuje się przebiegiem procesów biochemicznych w warunkach aerobowych, w wyniku których zachodzi całkowite utlenianie produktów pośrednich rozkładu związków organicznych. W tej strefie dominują autotrofy chemi i foto syntetyzujące. (glony, okrzemki, zielenice, rośliny naczyniowe). Ponadto rozwijają się rozwijają się takie zwierzęta jak ryby, mięczaki, stawonogi.
Strefa oligosaprobowa
W wyniku pełnej mineralizacji występują głównie związki nieorganiczne, co rzutuje na skład biocenozy. Dominują organizmy autotroficzne jak glony, zielenice, okrzemki, rośliny naczyniowe. Zwierzątka jak w beta mezosaprobowej.
CHZT - chemiczne zapotrzebowanie tlenu - ilość tlenu jaka jest potrzeban na chemiczne utlenienie substancji chemicznych zawartych w wodzie lub ściekach.
BZT - biochemiczne zapotrzebowanie tlenu - ilość tlenu jaka jest potrzebna mikroorganizmom do przeprowadzenia procesu biochemicznego rozkładu substancji organizmów chemicznych zawartych w wodzie lub ściekach.
O < BZT/ChZT < 1
Jak mniejsze od jednego to wszystko rozkąłdają mikroorganizmy.
Pobór próbek do badań biologicznych.
Do rutynowych analiz biologicznych zazwyczaj pobiera się próbki festonu, bentosu i peryfitonu. Pełny zakres analizy obejmuje ponadto badania neustonu, nektonu i makrofitów.
Przyrządy:
- barometr - seston
- chwytacze dna - bentos
- drapacz - perfiton
Badany zbiornik należy opisać:
- jego rodzaj, głębokość, wielkość, ukształtowanie
- pokrycie roślinnością strefy przybrzeżnej
- charakter zlewni