Под биологическим анализом понимают оценку качества воды по растительному и животному населению водоема. Биологический метод позволяет обнаружить воздействия, предшествующие времени анализа, тогда как физико-химический и бактериологический методы дают возможность судить о составе воды в момент отбора пробы и в том месте, где был сделан отбор. Состав сообществ свидетельствует о среднем за длительное время составе воды. Проведение биологического анализа загрязнения водоемов включает задачи: 1) определение степени нарушенности водного объекта, или постановка диагноза; 2) выяснение механизма формирования чистой воды; 3) организация систематических гидробиологических наблюдений, мониторинга; 4) разработка методов исследований и составление прогноза.

Биоиндикатор Организм, вид, популяция, сообщество, характеризующиеся специфическими особенностями обитания или указывающие на специфические изменения условий среды Биоиндикация Метод определения условий или изменений в окружающей среде с помощью биоиндикаторов Биологическая оценка Оценка условий водного объекта, используя описание и другие прямы измерения резидентной биоты Биологический контроль Контроль состояния водных объектов на основании биологических оценок Биомаркеры Организмы и их характеристики, которые позволяют диагностировать текущее состояние окружающей среды. Биомониторинг Использование биологических свойств в качестве показателя (его реакции) для определения состояния окружающей среды

Биота резидентная Организмы, живущие в конкретном водоеме, водотоке, ландшафте без учета привнесенных видов Детрит Комплекс частиц мертвого органического вещества на разных стадиях трансформации и ассоциированных с ним микроорганизмов. Дрифт Явление переноса водных организмов течением реки Макрозообентос Размерная фракция бентосных беспозвоночных организмов 2 мм. Макрофиты Экологическая группировка водных (как правило, вторично-водных) растений. Преимущественно сосудистые растения, но также мхи и харовые водоросли. Мезобентос Размерная фракция бентосных организмов 0,1 –2 мм. Метрика Характеристика биоты, которая изменяется некоторым предсказуемым путем с увеличением антропогенной нагрузки.

Олигохеты Малощетинковые черви, водные бентосные беспозвоночные. Рамочная Водная Директива Директива Европейского Парламента и Совета Министров, устанавливающая рамочные действия Европейского Сообщества в области водной политики Сапробность Физиолого-биохимические свойства организма, позволяющие ему жить в воде, с тем или иным содержанием органических веществ (α -, β-, γ – сапробные виды) Хирономиды Личинки насекомых (комаров), представители "мягкого бентоса". Ephemeroptera Поденки. Отряд насекомых, личинки которых являются типичными представителями бентоса чистых и слабозагрязненных вод. Plecoptera Веснянки. Отряд насекомых, личинки которых являются типичными представителями бентоса чистых и слабозагрязненных вод. Trichoptera Ручейники. Отряд насекомых, личинки которых являются типичными представителями бентоса чистых и слабозагрязненных вод.

1 Классическая система показательных организмов, используемая для оценки степени загрязнения вод, была создана Р. Кольквитцем и Марссоном (1902) и послужила основой многих последующих систем биологического анализа. Авторы предложили двум основным группам показательных организмов дать название «сапробионты» (от греческого sapros – гнилой) для обитателей сточных вод и «катаробионты» (от греческого katharos – чистый) для организмов, населяющих исключительно чистые воды. Под сапробностью авторы системы понимали способность организмов развиваться при большем или меньшем содержании в воде органических загрязнений. Р. Кольквитц и М. Марссон установили четыре зоны загрязнения (полисапробная, α- и β-мезосапробная, олигосапробная) и дали списки видов- индикаторов загрязнения.

Полисапробные воды в химическом отношении характеризуются бедностью, большим содержанием углекислоты и легко разлагающихся белков и углеводов. В этих водах интенсивно протекают процессы редукции и распада с образованием сернистого железа в иле и сероводорода. Население полисапробных вод обладает малым видовым разнообразием, но отдельные виды могут достигать большой численности. Аэрофильные микроорганизмы здесь полностью отсутствуют. Особенно распространены бесцветные жгутиконосцы и бактерии. Число бактериальных колоний, вырастающих из 1 см 3 полисапробной воды на обыкновенном питательном желатине, может превышать 1 млн.

Для α-мезосапробных вод характерно энергичное самоочищение, в частности, в результате окислительных процессов за счет кислорода, выделяемого хлорофиллоносными растениями. Большой численностью обладают грибы и бактерии, достигающие сотен тысяч в 1 см 3. Могут обитать нетребовательные к кислороду виды рыб. В β-мезосапробных водах процессы самоочищения протекают менее интенсивно, чем в α-мезосапробных. В них доминируют окислительные процессы, нередко наблюдается перенасыщение кислородом, преобладание таких продуктов минерализации белка, как нитриты и нитраты. В этих водах разнообразно представлены животные и растительные организмы, среди последних – особенно диатомовые и зеленые водоросли, есть также синезеленые. Число бактерий в 1 см 3 воды не превышает 100 тыс. Многие макрофиты находят здесь оптимальные условия для своего роста.

Олигосапробные воды представляют, например, практически чистые воды больших озер. Для них характерна почти полная минерализация органических веществ. Число бактерий не более 1 тысячи в 1 см 3.

2 Система С.М. Драчева (1964): 1 класс – очень чистые или особо чистые; 2 класс – чистые; 3 класс – умеренно (слабо) загрязненные; 4 класс – загрязненные; 5 класс – грязные или сильно загрязненные; 6 класс – очень грязные или очень сильно загрязненные, при этом наиболее распространены 2–5 классы. 3 Система В. Сладечека (1967). Автором выделены 4 категории: катаробная, лимносапробная (куда входят воды разной степени сапробности – ксеносапробная, олигосапробная, β-мезосапробная, α-мезосапробная, полисапробная), эусапробная и транссапробная. 4 Система Р. Пантле и Г. Букка (1955) – характеризуют степень загрязнения индексом сапробности – S, вводят индикаторную значимость – s, принимая ее для олигосапробов за 1, β-мезосапробов – за 2, α-мезосапробов – за 3 и полисапробов – за 4. Относительное количество особей вида – h оценивают следующим образом: случайные находки – 1, частая встречаемость – 3 и массовое развитие – 5. Индекс сапробности обследуемого места вычисляют по формуле. При этом в полисапробной зоне индекс равен 4,0 – 3,5, в α-мезосапробной – 3,5–2,5, в β-мезосапробной – 2,5–1,5 и олигосапробной – 1,5–1,0.

Эталонный створ – гидроморфологические, биологические, физическо-химические условия на ненарушенных участках реки. Требования к их выбору: 1 – эталонные условия должны отражать действительно неповрежденные участки рек одного и того же типа; 2 – эталонные створы должны размещаться на слабо урбанизированных, не подверженных сельскохозяйственному воздействию участках, особенно на водосборе; должны присутствовать естественная растительность и незатронутый лес; 3 – - не должен удаляться грубый растительный детрит; 4 – русло реки не должно быть изменено в результате хозяйственной деятельности; 5 – гидрография и перенос седиментов должны быть естественными; 6 – на водосборе не должно быть точек с прямым или диффузным загрязнением; 7 – биологические условия должны быть естественными.

Общая классификация экологического состояния речного бассейна или реки Качество Высокое качество Хорошее качество Невысокое качество Низкое качество Плохое качество Цветсинийзеленыйжелтыйоранжевыйкрасный Степень отклоне- ния Отсутствие или очень незначи- тельные изменения биологиче- ских, физико- химических и гидро- морфологическ их элементов качества (эталонный створ) Слабые отклонения биологиче- ских элементов качества от эталонных значений Умеренные отклонения биологичес- ких элементов качества от эталонных значений Значительные отклонения биологических элементов качества от эталонных значений Критические отклонения биологических элементов качества от эталонных значений