U PĖS ŠALIA M ŪSŲ

1

2

3

TU RI NYSKODĖL UPĖS IR UPELIAI?

LIETUVOS UPĖS IR UPELIAI

GEOGRAFINIAI TYRIMAI

KAS GYVENA MŪSŲ UPĖSE?

BIOLOGINIŲ IR CHEMINIŲ VANDENS KOKYBĖS TYRIMO METODŲ PALYGINIMAS

VANDENS KOKYBĖ

VANDENS KOKYBĖS KLASĖS

BIOLOGINIAI TYRIMAI

KAIP ATPAŽINTI GYVŪNŲ GRUPES?

ATSKIRŲ VANDENS VABZDŽIŲ GRUPIŲ APRAŠYMAS

BIOLOGINĖS VANDENS KOKYBĖS KLASĖS NUSTATYMAS

BIOLOGINĖS VANDENS KOKYBĖS KLASĖS NUSTATYMAS

FIZIKINIAI IR CHEMINIAI TYRIMAI

FIZIKINĖS IR CHEMINĖS VANDENS KOKYBĖS KLASĖS NUSTATYMAS

UPIŲ EKOLOGINĖS BŪKLĖS VERTINIMO KRITERIJAI PAGAL CHEMINIŲ PARAMETRŲ MATAVIMUS LITERATŪRA

Bestuburių vandens kokybės tyrimas naudojant „D“ formos tinkliuką

Bestuburių vandens kokybės tyrimas naudojant dirbtinį substratą

Upių makrobestuburių tyrimo vietos ir laiko pasirinkimas

Sugautų makrobestuburių apibūdinimas ir vandens klasės nustatymas

467910

121523

25

28

29

32

3539

1.2.3.4.5.

9.10.

6.7.8.

8.1.

8.2.

8.3.

8.4.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

42

44

44

51

53

54

4

1 . KO D ĖL U PĖS I R U PELIAI

Aplinkos tyrimai gali būti vykdomi, pasirenkant įvairius objektus. Kodėl mes atkreipiame jūsų dėmesį į tekančius vandenis?

Tekančių vandenų yra visur. Prie kiekvienos mokyklos galime rasti upę arba upelį. Juos lengva tyrinėti, taip pat galima puikiai susipažinti su sveikomis ar pažeistomis ekosistemomis.

Be to, tekantys vandenys atskleidžia mūsų elgesį su gamta. Mes naudo-jame upelius savo poreikiams – jie ištiesinti, sugrūsti į vamzdžius, paversti šiukšlynais arba nutekamųjų vandenų kanalais. Kartu ieškome prie vandenų dar žmogaus nepaliestų vietų poilsiui arba atsipalaidavimui nuo kasdienių rūpesčių. Čia mes leidžiame laisvalaikį maudydamiesi arba plaukiodami val-timis, maitindami vandens paukščius arba tiesiog džiaugdamiesi ramybe.

Tekantys vandenys vaidina svarbų vaidmenį vandens cikle. Vandens apykaita tarp vandenyno, jūros, ežero, upės, atmosferos bei žemės yra vadina-ma vandens ciklu. Dėl saulės energijos vanduo garuoja nuo žemės paviršiaus, o paskui, garams atmosferoje konden-suojantis, iškrenta kritulių pavidalu.

Vandens ciklas yra pastovus, nes kiek jo išgaruoja, tiek ir iškrenta. Kadangi sausumoje iškrenta daugiau kritulių negu virš vandenynų, tai dalis jų virsta paviršiniu nuotėkiu, kuris suformuoja vieną nuostabiausių gamtos reiškinių – upes. Upės teka į jūras ar vandeny-nus. O vėliau išgaravęs vanduo grįžta kritulių pavidalu į sausumą. Tekantys vandenys – tinkamas gamtos pažinimo objektas. Jų tyrinė-jimas – ne tik biologinė ir cheminė vandens analizė. Tai ir upės įtaka aplinkinėms gyvenvietėms, mūsų este-tiniams jausmams, įpročiams. Aplin-kos problema yra kompleksinė ir negali būti įsprausta į atskiros mokyklinės disciplinos rėmus, todėl, kalbant apie vandenų aplinkos tyrimus, reikia turėti omenyje ne tik gamtos mokslus, bet ir visuomeninių mokslų, literatūros bei meno sritis. Upių ir upelių tyrinėjimai – tai ne tik duomenų rinkimas, nors tai, žinoma, labai svarbu. Darbo metu gali iškilti ir kitokių klausimų: teisingas vandens panaudojimas, aplinkinių rajonų infrastruktūros problemos, šių vietų istorija. (Kaip šis vandens

5

telkinys atrodė prieš šimtą metų, kaip vandens tema atsispindi vietos tautosakoje ir pan.) Nuo ko pradėti? Kaip geriau susipažinti su vandens telkiniu? Kokį iš

jų pasirinkti? Tai priklauso nuo tyrimo tikslų, grupės, atliekančios šį darbą, sudėties ir galimybių, turimo laiko ir kitų sąlygų. Be to, labai svarbu, kad darbas būtų įdomus vaikams.

6

Lietuvoje yra priskaičiuojama apie 29 000 upių ir upelių, kurių bendras ilgis yra apie 63,7 tūkst. kilometrų. 750 upių yra ilgesnės nei 10 kilometrų, o 19 – ilgesnės nei 100 kilometrų. Taigi didelių upių pas mus yra nedaug, jų bendras ilgis – apie 3 500 kilometrų, o tai sudaro tik 5,5 proc. bendro upių tinklo, kuris mokslininkų yra vadinamas hidrografiniu tinklu. Didžiąją jo dalį Lietuvoje sudaro trumpesnės nei 10 kilometrų ilgio upės. Upių nuotėkį formuoja krituliai. Kai kurių autorių duomenimis, iš viso Lietuvos upėmis iš šalies teritorijos nuteka apie 23 km3 vandens per metus, sau-sesniais metais – mažiau, drėgnesniais – daugiau. Daugelio Lietuvos upių nuotėkis nėra didelis, kadangi jų

2. LI E TU VOS U PĖS I R U PELIAI

baseinai (teritorijos dalis, apibrėžta takoskyros) yra maži. Didžiąją dalį Lietuvos teritorijos užima Nemuno upės baseinas, kur susiformuoja apie 71 proc. bendro upių nuotėkio. Nemuno upės baseinui priklauso ir didesnių mūsų upių baseinai: Merkio, Neries su Šventąja ir Žeimena, Nevėžio, Dubysos, Mituvos, Jūros, Minijos ir Šešupės. Prie pagrindinių hidrografinių baseinų taip pat priskiriami Akmenos-Danės (įteka į Kuršių marias), Šventosios (įteka į Baltijos jūrą), Bartuvos, Ventos, Mūšos su Nemunėliu ir Dysnos baseinai. Visų kitų mažesnių upių ir upelių baseinai įeina į šių didesnių upių baseinus, formuodami bendrą Lietuvos hidrografinį tinklą.

7

Štai tik keletas pavyzdžių, rodančių tiriamo upelio baseino žemių panaudojimo ir tų upelių vandens kokybės tarpusavio ryšius:

Daugelis upelių, net jei vaikai kasdien eina pro juos į mokyklą, moksleiviams arčiau nepažįstami. Pabandykite surasti upelio žiotis ir išta-kas, sudaryti tyrimams pasirinktos vi-etos planą. Kurdami šį planą, užfiksuo-kite upelio vagą ir jo krantų kontūrus, aprašykite krantų augmeniją ir gyvūni-ją. Ypač įdomu tirti, kokios sukultūrin-tos ir natūralios bendrijos egzistuoja viena šalia kitos. Šis augalų ir gyvūnų apibūdinimas yra gana svarbus gamtos moksluose, todėl jo nereikėtų ignoruo-ti. Kartografavimas padeda ieškant ryšių tarp vandens ir jį supančios aplinkos, nustatant augalų ir gyvūnų bendrijų tarpusavio santykius. Vėliau, pasitelkę žemėlapius, nustatykite jūsų tiriamo upelio baseino ribas, pasižymėkite visus ekskursijų

3. G EOG R AFI N IAI T YRI MAI

kai į tiriamą upę ar upelį išsilieja teršalai iš kanalizacijos tinklų išleidimo įrenginių arba tose vietose, kur įteka intakai, tekantys per pramoninius rajonus, buvusius šiukšlynus, galima tikėtis, kad vandens kokybė staigiai pablogės;

šalia intensyviai naudojamų žemės ūkio plotų gali būti

metu baseino ribose aptiktus vamzdžius, teršalų išleidimo vietas ar melioracijos griovius, kurių nėra jūsų pasirinktame žemėlapyje. Naudodami įvairias spalvas ir simbolius, pasižymėkite, kaip naudojamos žemės upės baseino ribose, kur yra miškai, kur – pievos ar dirbami laukai, pramoniniai rajonai. Be to, savo sudaromame žemėlapyje tyrimo vietoje galite užrašyti tyrimų metu gautus rezultatus ir pasižymėti jūsų nustatytą vandens kokybės klasę. (Apie ją bus kalbama toliau.) Toks darbinis žemėlapis bus reikalingas tolesniame darbe, tiek pa-sirenkant atkarpas kitiems tyrimams, tiek ir siekiant tiksliau įvertinti vieno arba kito intako ar taršos šaltinio įtaką aplinkai, ieškant būdų upelio ekolo-ginei būklei pagerinti.

8

didelis maisto medžiagų (azoto, fosforo junginiai) kiekis;

šalia potvynio metu užliejamų plotų ar užpelkėjusių pakrančių gali būti didelis BDS (biocheminis deguonies suvartojimas, rodantis teršimo organinėmis medžiagomis mastą).

Jeigu tokio akivaizdaus ryšio tarp taršos pobūdžio ir galimų taršos šaltinių nėra, priežasčių reikia ieškoti giliau:

1.

2.

3.

4.

Tyrimų vietas galima išsirinkti naudojant virtualius žemėlapius www.maps.lt, maps.google.lt arba „Google Earth“ programa. Šiuose žemėlapiuose mes galime pamatyti tiriamo upelio baseino plotą ir naudojimą žmogaus reikmėms (dirbamieji laukai,

Kaip šis plotas drenuojamas? Ar nėra trūkumų kanalizacijos sistemoje, gal ji susidėvėjusi arba pažeista? Tam, esant galimybei, galima pasinaudoti ir kanalizacijos tinklų planais.Kur gali būti tokių teršalų šaltiniai? Norint tai nusta-tyti, reikia susipažinti su gamyklomis, esančiomis baseine, jų buvimo vieta, produkcijos asortimentu, galimomis atliekomis. Šiuos duomenis galima rasti miestų planuose arba atitinkamuose žinynuose. Be to, galima apsilankyti ir pačiose įmonėse ar firmose, pasiklausinėti apie jų darbą. Nebenaudojami šiukšly-nai irgi gali daryti įtaką tiriamo upelio vandens kokybei, jų buvimo vietas galime sužinoti aplinkos apsaugos įstaigose.Kaip tręšiami šalia upelio esantys laukai, pievos, sporto aikštynai?Ar tarša atitinka tipišką tokiai vietovei ir tokiai gamybai pobūdį ir mastą? Ar nėra kokio nors papildomo teršimo? (Pvz.: gal mažai apgyvendintoje vietovėje yra labai didelis BDS? Tuomet reikia ieškoti papildomo organinės taršos šaltinio. Tai gali būti kad ir mūsų anksčiau nepastebėta ferma.)

9

ganyklos, miškas, gyvenvietės ir pan.). Pasinaudojus internetiniais žemėlapiais, galima sužymėti visus tiriamos upės taršos taškus, taip pat galima nustatyti, ar upės vaga ištiesinta, melioruota.

4. K A S GY VENAM ŪSŲ U PĖSE?

Upėse ir upeliuose, kaip ir bet kurioje kitoje ekosistemoje, be negyvosios (abiotinės), yra ir gyvoji (biotinė) dalis. Būtent gyvoji ir negyvoji upės aplinkos, veikdamos viena kitą, sukuria tekančio vandens ekosistemą, kuri skiriasi nuo kitų gėlavandenių ekosistemų (ežerų, tvenki-nių ar mažų kūdrų) tuo, kad yra funkcio-nuojanti, savaime tranzitinė ekosistema, per kurią pernešamos medžiagos ir net gyvi organizmai iš vienos ekosistemos į kitą (pvz., iš sausumos į ežerą). Gyvajai upės ekosistemos daliai būdinga tokia pat struktūra kaip ir kitoms ekosistemoms. Pirminės produkcijos gamintojai čia yra autotrofiniai organizmai. Tiesa, jie tampa reikšmingi tik upių vidu-rupiuose ar žemupiuose, nes natūraliuose upių aukštupiuose reikalingą organinės medžiagos kiekį upė daugiausia gauna iš ją supančių sausumos ekosistemų: medžių lapai ir nukritusios šakelės, pakrantės augalija yra organinės medžiagos šaltinis detritofagams (mažiems organizmams, kurie maitinasi smulkiomis organinės medžiagos dalelėmis) ir maisto medžiagų šaltinis aukštesniesiems augalams. Vabzdžiai, krintantys nuo medžių, jų lervos yra maisto šaltinis žuvims, kurios taip pat smaguriauja ir upės vandenyje

gyvenančiomis vabzdžių lervomis. Upei didėjant, mažėja pakrančių ekosistemų įtaka, bet ji išlieka ilgai, o mažų upelių ekosistemoms ji, ko gero, yra pagrindinis veiksnys, nulemiantis jų gyvenimą. Didžiąją ekosistemų dalį sudaro van-dens bestuburiai, kurie gyvena ploname sluoksnyje tarp vandens masės ir dugno substrato, įsirausę dugne arba prisi-tvirtinę prie įvairaus substrato. Čia upės srovės greitis beveik lygus nuliui. (Upės srovės greitis yra minimalus prie dugno dėl jo šiurkštumo, kaip sako hidrologai, o maksimalus yra prie vandens paviršiaus.) Upės srovė padeda aprūpinti vandenį deguonimi: kuo didesnis srovės greitis, tuo daugiau O2 prateka. Be to, ten, kur vanduo teka labai maišydamasis, padidėja jo aeracija (sraunumose ar rėvose). Būtent srauniose vietose dėl gero apsirūpinimo deguonimi ir dugno sub-strato įvairovės aptinkama turtingiausių bei įvairiausių gyvūnų bendrijų. Kad galėtų išgyventi srauniose vietose, vandens bestuburiai organizmai yra labai prisi-taikę, jiems būdinga gyventi prisitvirtinus prie substrato. Galima paminėti, kad jų kūnas yra ištįsęs arba plokščias (kad būtų mažesnis pasipriešinimas vandens srovei), apatinės kūno dalys yra lipnios, jie turi

10

įvairiausių kabliukų ar siurbtukų. Šiems gyvūnams būdingas teigiamas reotaksis (judėjimas prieš srovę) ir teigiamas tigmotaksis (reakcija į prisilietimą). Kitaip tariant, šie gyvūnėliai visuomet stengiasi judėti prieš srovę ir tvirtintis prie substrato. Kadangi yra viena iš svarbiausių grandžių mitybos grandinėje. Jie yra daugumos upių žuvų pagrindinė sudėtinė maisto dalis ir sudaro nuo 30 iki 60 proc. viso žuvų suvartojamo maisto. Šie gyvūnai gyvena sąlyginai pastoviai tam tikroje upės vietoje, todėl yra naudojami kaip indikatorius vandens kokybei vertinti.

vandens kokybė,

maisto kiekis ir maitinimosi vietos,

nerštui ir ikrelių vystymuisi tinkamos vietos,

slėptuvės ir jų skaičius.

5. B IO LOG I N I Ų I R CH EM I N I Ų VAN D ENS

KO K YB ĖS T YRI M O M E TO D Ų PALYG I N I MA S

Biologiniai ir cheminiai vandens kokybės tyrimai skiriasi daugeliu aspektų. Vandens gyvūnai dalį ar net visą gyvenimą praleidžia vandenyje, taigi šis vanduo visą tą laiką turi atitikti tokias sąlygas, kokios būtinos vandens gyvūnams. Todėl biolo-giniai tyrimai atskleidžia ilgalaikę (kelių mėnesių) vandens būklę. Žinoma, tai nėra absoliutus teiginys, nes gyvūnams, kad išgyventų vandenyje, reikia ir kitų sąlygų, tokių kaip tinkamas biotopas ir panašiai.

Kita didelė vandens organizmų grupė, priklausanti stuburiniams gyvūnams ir gyvenanti upėse, yra žuvys. Žuvų ir bestuburių pasiskirstymą ir bendrijų sudėtį lemia:

Melioruojant ar tiesinant upelius, dažnai sunaikinamos šios papildomos sąlygos, ir tada, nepriklausomai nuo vandens kokybės, galimybės išgyventi atskiroms rūšims sumažėja. Tokiu atveju biologiniais ir cheminiais metodais nustatyta vandens kokybės klasė gali skirtis. Biologiniai tyrimai padeda patikimiau įvertinti ilgesnio laikotarpio vandens būklę. Biologiniais-cheminiais metodais mes galime nustatyti tik momentinę

11

vandens būklę tyrimų atlikimo metu tiriamame taške. Cheminių tyrimų trūku-mas yra tas, kad, atlikdami tyrimus kitu metu arba truputį kitoje vietoje, galime gauti kitokius rezultatus. Be to, egzistuoja cheminių ir fizinių parametrų svyravimai per parą ir metiniai ritmai. Šiuos trūkumus galima kompensuoti kooperuojantis su kitomis grupėmis, atliekančiomis tyrimus kitose vietose. Paprastai gauti duomenys atitinka ir specialistų, dirbančių tose vietose, gaunamus rezultatus. Bet, jei duomenys smarkiai skiriasi, reikia atlikti papildomus tyrimus, ieškant tų skirtumų priežasčių. Cheminių tyrimų pranašumas tas, kad iš jų galima tiesiogiai sužinoti teršimo pobūdį ir lengviau aptikti teršimo šaltinį. Taigi tiriant gyvūnų įvairovę galima

sužinoti apie gyvenimo vandenyje sąlygas, o cheminiai parametrai pateikia daugiau informacijos apie taršos šaltinius. Reikia pažymėti, kad cheminei analizei atlikti reikia daugiau įrangos ir išankstinio pasi-rengimo, be to, ji brangesnė nei biologiniai tyrimai. Biologiniai tyrimai reikalauja daugiau dėmesio ir žinių nustatant vandens organizmo grupę ir ryšį su vandens kokybe. Kai kurios vandens organizmų grupės yra tolerantiškos vandens užterštumui, todėl pagal jas negalima nustatyti tikslios vandens kokybės. Jeigu moksleivių grupė savo tiriamoje vietoje rūpestingai atliks cheminius ir biologinius tyrimus, jei atsižvelgs į upės dugnui, jos šlaitams ir apylinkėms būdingus bruožus, tai ji nustatys realią tiriamo vandens kokybės klasę.

12

6. VAN D ENS KO K YB Ė Prieikime prie vieno iš upelių arčiau, įdėmiai įsižiūrėkime į vandenį ar upelio dugną ir pamatysime, kad upelis – tai ne tik vanduo. Štai paviršiumi prabėgo vandens čiuožikas, tarp lapų šmėkštelėjo vandeninis vabalas ar dugnu nurėpliojo akmenukais pasidabinusi apsiuvos lerva. Net ir labiausiai užterštame upelyje galima aptikti kokį nors gyvūnėlį. Kodėl vienuose upeliuose jų daug, kituose mažai? Panagrinėkime iš arčiau, kaip keičiasi vandens kokybė natūraliame, žmogaus veiklos dar nepaliestame upelyje arba upėje. Upių aukštupiai – tai daug mažyčių upokšnių, dažniausiai ištekančių iš šlapių, šaltiniuotų, miškais apaugusių vietovių. Šių upokšnių vanduo, panašiai kaip ir šaltinių, pasižymi švarumu. Ištirpusių mineralinių medžiagų jame mažai, tik nukritę medžių lapai dažnai būna vienintelis ten gyvenančių dugno gyvūnų maisto šaltinis. Todėl nenuostabu, kad stambesnių gyvūnų tokiuose upokšniuose daug neap-tiksime. Čia galime rasti tik labai švarius ir sraunius vandenis mėgstančių kai kurių ankstyvių lervų ar vieną kitą plokščiųjų kirmėlių rūšį. Tokiuose vandenyse labai daug galima rasti nebent šoniplaukų, kurių vienas iš pagrindinių maisto šaltinių ir yra nukritę lapai bei ant jų įsikūrusios bakterijos ar mikroskopiniai grybai. Vėliau upokšniai jungiasi vienas su kitu, platė-ja. Srovė lėtėja, vanduo dažnai teka per lygumas, upių pakrantėse mažiau medžių,

todėl vanduo, ypač vasarą, daug šiltesnis. Maisto medžiagų daugėja – tai ir yrantys medžių lapai, srovės atnešti iš aukštupių, ir žuvusių vandens gyvūnų liekanos. Padidėjęs maisto kiekis, šiltesnis vanduo ir saulės šviesa skatina dumblių vystymąsi, o tai savo ruožtu dar labiau didina maistui tinkamų medžiagų kiekį vandenyje, todėl gyvūnų vis daugėja. Tiesa, čia jau nebe-aptiksime šaltamėgių, labai jautrių vandens kokybei gyvūnų, – juos išstumia kitos gyvūnų rūšys, kurios nėra tokios jautrios vandens kokybei. Tokiame vandenyje aptinkame daug apsiuvų, dvisparnių lervų, dėlių, moliuskų ir vėžiagyvių. Kuo arčiau upės žiotys, tuo daugiau vandenyje ištirpusių organinių ir mineralinių medžiagų. Atitinkamai dėl padidėjusio organinės medžiagos kiekio gausėja ir ja mintančių vandens organizmų: mažašerių kirmėlių, uodo trūklio lervų, bakterijų. Organinėms medžiagoms skaidyti reikia deguonies. Jei organinių medžiagų susikaupia daug, deguonies gali nebeužtekti, tada organinės medžiagos ardymas vyksta anaerobinėmis sąlygomis, dažnai išsiskiriant toksinėms medžiagoms. Jautresnių gyvūnų rūšių dėl deguonies stokos, padidėjusios pavojingų medžiagų koncentracijos arba uždumblėjimo čia nebeaptinkama. Tokiame vandenyje išlieka tik labai atsparios vandens kokybės pablogėjimui rūšys, tokios kaip jau minėtosios mažašerės kirmėlės, ypač tubificidai, uodo trūklio lervos ir panašiai.

13

Taip natūraliai nuo ištakų iki žiočių keičiasi vandens kokybė žmogaus veiklos dar nepaliestoje natūralioje upėje. Šis procesas – maisto medžiagų ir organinės medžiagos vandenyje gausėjimas ir su tuo susiję pakitimai vandens ekosistemose – vadinamas eutrofikacija. Kitas proce-sas, nuolat vykstantis upėje, – tai savaiminis vandens apsivalymas. Jo esmė ta, kad vande-nyje esančias mineralines ir organines medžiagas pasisavina vandenyje augantys augalai, gyvūnai bei mikroorganizmai. Šiomis medžiagomis jie minta, naudoja jas savo kūno statybai, tuo sumažindami jų koncentraciją vandenyje ir taip apvalydami vandenį. Dėl žmonių veiklos upeliuose vyk-stantys eutrofikacijos procesai greitėja, savaiminio apsivalymo galimybės mažėja ir vandens kokybė blogėja. Pagal teršimo pobūdį galime išskirti du žmogaus veiklos įtakos upių ir upelių vandens kokybei būdus: tai upių fizinės aplinkos pakeitimas ir tiesioginis vandens teršimas įvairiais cheminiais junginiais, esančiais buiti-niuose ir pramoniniuose nutekamuosiuose vandenyse. Upės fizinės aplinkos degrada-vimas pasireiškia keičiant upės ar upelio fizinius ir hidrologinius parametrus. Tai, pavyzdžiui, miškų prie upės kirtimas, ypač upelių aukštupiuose. Iškirtus miškus labiau įšyla vanduo ir mažiau ištirpsta deguonies, be to, intensyvėja dumblių ir kitų aukštesniųjų vandens augalų augimas, dėl to didėja organinės medžiagos kiekis vandenyje ir greitėja vandens eutrofikacija.

Kitas pavyzdys galėtų būti upelių ir upių aplinkos melioravimas ir su tuo susijęs upių vagų pakeitimas. Dėl melioracijos upės iš natūralių vandens telkinių, kuriuose vyksta natūralūs savai-minio vandens apsivalymo ir eutrofikaci-jos procesai, virsta kanalais pertekliniam vandeniui iš dirbamų laukų nuleisti. Tiesinant upių vagas, naikinant rėvas, mažėja ir biotopų įvairovė, didėja nešmenų kiekis, greitėja dumblėjimo procesai. Be to, melioracija lengvina trąšų plovimą iš dirvožemio ir jų patekimą į vandenį per po žeme nutiestus kanalus, apeinant apsaug-inę pakrantės augalų juostą. Tarša įvairiomis cheminėmis medžiagomis su nutekamaisiais vandeni-mis ar dėl medžiagų išplovimo iš apy-linkėse esančių dirbamųjų laukų gali būti dvejopa. Visų pirma tai upelių teršimas toksinėmis nuodingosiomis medžiagomis. Tai sunkiųjų metalų jonai, įvairūs pesti-cidai, herbicidai, chloro organiniai jung-iniai ir pan. Šios medžiagos, didesnėmis koncentracijomis patekusios į vandenį, naikina visa, kas gyva, neatsižvelgiant į organizmų atsparumą taršai, be to, jos gali būti labai pavojingos ir žmogui. Todėl reikia daryti viską, kad tokios medžiagos nepatektų į vandens telkinius. Kiek kitaip upių ir upelių gyvūnai ir augalai reaguoja į taršą, patenkančią į vandens telkinius kartu su nevalytais nutekamaisiais vandenimis. Didžioji dalis tokiame vandenyje ištirpusių medžiagų – tai įvairūs biogeninių elementų junginiai ir

14

organinės medžiagos. Visos šios medžia-gos ne tik nepavojingos gamtai, bet net ir bū-tinos. Augalai, gyvūnai ir mikroorganizmai jas vartoja savo gyvybinėms funkcijoms palaikyti, tačiau mažais kiekiais.Biogeniniai elementai (N, P), patekę į vandenį, skatina masinį dumblių augimą, kartu vandenyje smarkiai didindami kiekį organinės medžiagos, kurios kartu su fekaliniais vandenimis ir taip daug pakliūva į vandenį. Kaip žinoma, organinėms medžiagoms skaidyti bakterijos naudoja deguonį, dėl to jo kiekis vandenyje staigiai

sumažėja ir esant daug organinės medžia-gos gali pasiekti minimalias reikšmes. Be to, anaerobinėmis sąlygomis prasideda organinės medžiagos puvimo procesai ir išsiskiria nuodingieji junginiai. Visa tai sukelia augalų ir gyvūnų žūtį, todėl jautresnių organizmų tokiame vandenyje nebeaptiksime. Nors biologiniai upių stebėjimai turi apimti visą bendriją organizmų, bet tai retai įmanoma ir dažnai apsiribojama tam tikra organizmų grupe. Paprasčiausia tokiems tyrimams naudoti makrobestuburius.

15

Čia pateikti biologiniai ir cheminiai vandens tyrimo metodai leidžia nustatyti vandens kokybės klasę. Toliau pateikiame skirstymą į klases, tinkantį tekantiems vandenims, ežerams ir kitiems gėliems vandenims. Šis ar panašus skirstymas oficialiai naudojamas Vokietijoje ir kitose Europos šalyse, sudarant vandens kokybės žemėlapius:

Kad lengviau būtų orientuotis, kiekviena vandens kokybės klasė žemėlapyje nuspalvinama skirtinga spalva. Pvz., I vandens kokybės klasė žymima žydra spalva, III – geltona ir t. t.

7. VAN D ENS KO K YB ĖS

KL A SĖS

I

I-II

II-III

III-IV

II

III

IV

vandens kokybės klasė

vandens kokybės klasė

vandens kokybės klasė

vandens kokybės klasė

vandens kokybės klasė

vandens kokybės klasė

vandens kokybės klasė

švarus vanduo

labai silpnai užterštas vanduo

silpnai užterštas vanduo

vidutiniškai užterštas vanduo

smarkiai užterštas vanduo

labai smarkiai užterštas vanduo

neatstatomai smarkiai užterštas vanduo

16

vandens kokybės klasėI

(Spalva vandens kokybės žemėlapiuose – žydra)

Nors maisto medžiagų labai mažai, tačiau tai ypač gausiai rūšių apgyventi vandenys. Čia vyrauja dumbliai, samanos, plokščiosios kirmėlės ir jautrios deguonies trūkumui vabzdžių (ankstyvių, lašalų ir apsiuvų) lervos. Tokiuose vandenyse aptinkama ir vertingųjų žuvų nerštaviečių. Dėl labai mažo bakterijų kiekio toks vanduo atitinka geriamajam vandeniui keliamus reika-lavimus. Vandens skaidrumas siekia mažiausiai 5 metrus. Vandens prisotinimas deguonimi – 100 proc. Labai silpnai užterštas vanduo.

Ankstyvių (Perlodės sp.)

lervos

Lašalų(Heptagenia sp.)

lervos

Plokščiosios kirmelės:Polycelis felina

Eupelanariagonocephala

švarus van duo

17

vandens kokybės klasėI—II

(Spalva vandens kokybės žemėlapiuose – melsvai žalsva)

l abai silpnai užte rštas van duo

Maisto medžiagų į vandenį patenka nedaug. Kadangi organinių medžiagų labai mažai, tai ir deguonies suvartojimas, bakterijoms skaidant organines medžiagas, labai nedidelis, nors tokiame vandenyje gyvena palyginti daug įvairių organizmų rūšių. Vandens skaidrumas siekia nuo 3 iki 5 metrų. Vandens prisotinimas deguonimi – 85–100 proc. Apsiuvų lervos:

Lašalų lervos(Leptophlebidae

šeima)

Cericostoma sp.

Lepidostoma sp.

Ankstyvių lervos (Leuctra sp.)

18

vandens kokybės klasėI I

(Spalva vandens kokybės žemėlapiuose – žalia)

silpnai užte rštas van duo

Vandenyje yra pakankamai ištirpusio deguonies, todėl ir daug vandens organizmų: dumblių, moliuskų, vėžiagyvių, vabzdžių lervų. Vandens augalai užima didelius plotus. Ypač daug bestuburių, kurie gyvena ir maitinasi ant au-galų. Maisto medžiagų patenka daugiau, todėl vandenys turtingi ir žuvų. Tokiame vandenyje gausu karpinių žuvų, kurios gyvena pasislėpusios augalų sąžalynuose. Vandens skaidrumas siekia nuo 1 iki 3 metrų. Vandens prisotinimas deguonimi – 70–85 proc.

Ancyliusf luviatilus

Lašalo lerva(Baetis sp.)

Acroloxuslacustris

Planorbarius corneus

Šoniplauka(Gammarus sp.)

19

vandens kokybės klasėII—III

(Spalva vandens kokybės žemėlapiuose – žaliai geltona)

vidutin iškai užte rštas van duo

Deguonies suvartojimas dėl organinio užteršimo padidėjęs. Rūšių įvairovė mažesnė, daug mikroorganizmų. Daug dumblių. Vandens skaidrumas siekia nuo 0,5 iki 1 metro. Deguonies prisotinimas vandenyje – 50–70 proc. Žuvys gali dusti dėl deguonies stokos. Ypač ryškūs deguonies svyravimai tarp dienos ir nakties. Dieną vyk-stant fotosintezei dumbliai aktyviai gamina deguonį, o naktį, kai tamsu, deguonis ne gaminamas, o vartojamas.

Plokščioji kirmelė(Dedrocoelum

lacteum)

Mašalų lervos(Simulium sp.)

Pilvakojismoliuskas(Viviparus viviparus)

20

Dvigeldismoliuskas

(Sphaerium rivicola)

Žiedmusės lerva(Startiomys sp.)

Dėlė(Erpobdella sp.)

Vandens asiliukas(Asellus aquaticus)

vandens kokybės klasėI I I

(Spalva vandens kokybės žemėlapiuose – geltona)

smarkiaiužte rštas van duo

Deguonies dėl organinio apkrovimo, nedaug, vietomis susidaro dumblas. Sparčiai vystosi bakterijos. Rūšių įvairovė nedidelė, bet kai kurios rūšys atstovauja-mos labai gausiai. Makroorganizmų nedaug, tik kai kurios pintys, dėlės, vandens asiliukai ar kitos atsparesnės taršai rūšys. Žuvys periodiškai dūsta. Vandens skaidrumas siekia iki 0,5 metro. Vandens prisotinimas deguonimi – 25–50 proc.

21

vandens kokybės klasėIII—IV

(Spalva vandens kokybės žemėlapiuose – geltonai ruda)

l abai smarkiai užte rštas van duo

Intensyviai formuojasi dumblas. Žuvų labai mažai. Gyvenimo sąlygos dėl didelio užterštumo prastos. Biocheminis deguonies suvartojimas dėl organinio užterštumo didelis, dažnai susidaro toksinių medžiagų. Dumble gyvena tik deguonies trūkumui atsparios uodo trūklio lervos ir mažašerės kirmėlės tubificidai. Šios dvi bestuburių grupės sudaro labai gausias populiacijas. Skaidrumas menkas. Vandens prisotinimas deguonimi – 10–25 proc.

Žiedmusės lerva(Eristalomya sp.)

Mažašerė kirmelė(Tubifex sp.)

Uodo trūklio lerva(Chironomus sp.)

22

Grybai(Sphaerotilus natans)

vandens kokybės klasėIV

(Spalva vandens kokybės žemėlapiuose – raudona)

n e atstatomaiužte rštas van duo

Dėl didelio organinio užterštumo ir deguonies stokos dugne vyksta puvimo procesai. Daug grybų, bakterijų, žiuželinių ir infuzorijų. Žuvų nėra.Vandens skaidrumas labai mažas. Tokios klasės vanduo turės stiprų nemalonų kvapą. Deguonies prisotinimas vandenyje mažesnis nei 10 proc.

8. B IO LOG I N IAIT YRI MAI

23

Organizmai yra įvairiai prisitaikę prie aplinkos sąlygų. Vandens gyvūnams ypač svarbi vandens kokybė. Vienos jų rūšys mėgsta švarų, prisotintą deguonies vandenį, kitiems tinka ir ne toks švarus vanduo. Ir tik nedaugelis iš vandenyje gyvenančių organizmų (pvz., blakės, vabalai) neturi kokių nors specifinių poreikių vandens koky-bei. Būtent todėl daugelis organizmų gali būti geri vandens kokybės indika-toriai. Tuo ir remiasi biologiniai vandens kokybės vertinimo metodai. Tokie metodai yra labai paprasti, įdomūs ir kartu gana tikslūs. Paprasti, kadangi reikalingų darbui medžiagų ir įrangos sąnaudos

8. B IO LOG I N IAIT YRI MAI

Kaip atliekami biologiniai tyrimai?Darbui reikia turėti:

baltą vonelę arba kitą šviesų, negilų plastmasinį indelį,

plastmasinį buitinį sietelį arba savo pasigamintą „ D “ formos tinklelį,

ilgaaulius guminius batus (vasarą galima bristi ir su nardymo bateliais),

šiltas kojines (jei braidote anksti pavasarį),

yra minimalios, be to, nėra reikalo apibūdinti organizmus iki rūšies, pakanka tai atlikti tik iki stambesnių taksonominių grupių. Įdomūs, kadangi šių tyrimų metu stebime gyvojo pasaulio struktūrą, įvairius prisitaikymo prie aplinkos mechanizmus, elgseną, susipažįstame su gyvūnų sandara. Be to, ir pats gyvūnų ieškojimas bei gaudymas – gana įdomus ir užkrečiantis užsiėmimas. Tikslūs, kadangi lyginant su kitais – sudėtingesniais – metodais rezultatai retai skiriasi, o atlikti juos gerokai lengviau ir pigiau. Paprastesnį įvertin-imą gali atlikti net ir jaunesniųjų klasių moksleiviai.

24

pincetą arba pipetę gyvūnams išrinkti,

mažų stiklinių indelių surinktiems gyvūnėliams rūšiuoti,

padidinimo stiklą, didinantį 3–10 kartų,

apibūdinimo lentelių ir rašymo reikmenis,

patogių darbui drabužių ir rankšluostį.

fiksuojamojo skysčio (70 proc. etanolio, galima naudoti ir kitus tirpalus).

Bestuburių mėginiai upėje dažniausiai imami tinkliuku(„D“ arba stačiakampės formos) arba naudojant dirbtinį substratą. Toliau panagrinėsime kiekvieno įrenginio privalumus ir naudojimo instrukcijas.

25

8.1. Bestuburių vandens kokybės tyrimas naudojant „D“ formos tinkliuką Graibštą sudaro rankena ir rėmas su pritvirtintu tinkliuku, į kurį surenkami organizmai. Rankenos paprastai yra gaminamos iš metalo, medžio arba pastiprinto plastiko.

Rėmas turėtų būti gana platus, leidžiantis tinkamai paimti mėginius, bet ne toks platus, kad sukomplektuotas tinkliukas per daug priešintųsi vandens srovei, juo būtų sunku imti mėginius stiprioje srovėje. Rėmo plotis 20–40 cm, aukštis 10–20cm, akučių dydis – 0,5 mm, jei daug sąnašų galima naudoti ir 0,75 mm. Tankias graibšto tinklo akutes gali užkimšti organizmai ir nuosėdos, o tai sumažina graibšto efektyvumą, kadangi vandens ir organizmų srauto tekėjimas yra didesnis aplink tinkliuką negu į jo vidų.

„D“ formos tinkliukas

26

Mėgini ų rinkimas „ D“ formos tinkliuku skirtinguose upės gyliuose

Šis poveikis gali sumažėti padidi-nus tinklo ilgį arba dažnai išpilant jame esantį turinį. Kita vertus, per ilgas tinkliukas gali būti nepatogus naudoti. Patartina vadovautis tinkamiausia graibšto tinklo ilgio priklausomybe nuo angos dydžio. Tinklo medžiaga dažniausiai prisiuvama prie tvirtos drobės, kuri yra tvirtinama prie vidinio rėmo, sumažinant tinklo medžiagos dilimą. Vidinio ir pagrindinio rėmų sujungimo metodai, kurie palengvina

Rankinis mėginių ėmimas tekančiame sekliame vandenyjeTinkamai laikant nuleistą graibštą, sukti ranka virš akmenų tekančiame vandenyje prieš upės srovę. Išjudin-ti gyvūnai vandens srovės nunešami į tinklą. Apžiūrėję akmenis, nuimame nuo jų prisitvirtinusius arba prikibusius gyvūnus ir sudedame juos į mėginį. Sujudinus smulkias dugno nuosėdas, pakyla maži giliau esantys organizmai. Šis procesas kartojamas keliose vietose skersai upės, apimant įvairius mikroarealus, esančius upės slenksčiuose. Tinkliuke esantį mėginį lengviau išplauti, kai jo turinys švelniai sukratomas į tinklo kampą. Tada iškratome turinį, išversdami tinklą į indą su vandeniu, o prikibusius prie tinklo gyvūnus nuimdami ranka, ir sudedame juos į tą patį indą su mėginiu.

1.

tinkliuką pakeisti, neabejotinai yra naudingi. Tinklo medžiaga gali būti austa ar megzta, bet pastaroji, būdama stipresnė, šiuo atžvilgiu pagrįstai gali būti tinkamesnė. Sintetinis pluoštas yra tinkamesnis, kadangi yra stipresnis ir mažiau plyšta, bet jis turi būti gana lankstus. Rekomenduojamas tinkliuko ilgis – 40–55 cm.

27

Spyrio metodas, taikomas giliame vandenyjeKur gyvūnija skurdi, galbūt sąnašinė, yra negausi arba kur vanduo yra per gilus semti rankomis, gali būti taikomas spyrio metodas, ir to dažniausiai pakanka.Spyrio metodas taip pat gali būti taikomas negiliame vandenyje tarp skirtingo gylio vietų, o kur gylio įvairovės nėra, kartais leidžiama semti rankomis.Tinklas laikomas vertikaliai upės dugnui pasroviui kojai. Substratas suardomas pėda arba bato kulnu ir atsipalaidavusi medžiaga gaudoma tinklu. Darbo metu skersai upės renkami kitokie mėginiai. Šis metodas yra panašus į silpniau prisitvirtinusių gyvūnų gaudymą.

Mėginių ėmimas lėtai tekančiame ir stovinčiame vandenyjeMėginius imti stovinčiame vandenyje tinkliuku netinka. Lėtai tekančiame arba stovinčiame vandenyje dėl nevykstančio arba silpno vandens judėjimo reikia taikyti kitokias mėginių ėmimo procedūras nei tos, kurios tinka tekančiame vandenyje, kai srovės nešami organizmai patenka į tinklą. Stovinčiame vandenyje santykinis faunos judėjimas priklauso nuo tyrėjo tinklo judinimo. Gruntas suardomas pėda ir išjudinta fauna gaudoma vedžiojant tinklą vandenyje ties išjudintu plotu. Gilesniame stovinčiame vandenyje, kur substratas susideda iš dumblo ar sąnašų, graibštą geriau traukti arba stumti nustatytame plote sluoksnio paviršiumi tam tikru atstumu. Vienoje upės atkarpoje tyrimas turėtų trukti apie 30 min. Reikia išnaršyti tinkliuku kuo įvairesnes buveines, taip pat atkreipti dėmesį į nuskendusias šakas, ant kurių taip pat gyvena bestuburiai.

2.

3.

28

8.2. Bestuburių vandens kokybės tyrimas naudojant dirbtinį substratą

Gėlų vandenų natūralūs substratai renkant mėginius gali būti naudojami visur. Bet yra pastebėta, kad ant po-vandeninių daiktų (akmenų, medžių) gyvūnijos koncentracija yra gerokai didesnė nei aplinkiniame grunte. Akmenuoto grunto ne visur aptinkama, tad dėl šios priežasties nau-dojami dirbtiniai substratai. Tai vieni iš kelių bentosinių bestuburių mėginių rinkimo būdų. Jie aprūpina buveinėmis

paprastas; lengva pastatyti, patogu atlikti; gali naudoti asmenys, turintys įvairaus laipsnio patirties ir mokymų;

nebrangus; lengvai naudojamas pakartotinai;

faktiškai nesunaikinamas, ilgalaikis, nerūdijantis;

mažai tikėtina, kad susikauptų per dideli pašalinių medžiagų kiekiai, ypač nuosėdos ar nuolaužos normalaus tekėjimo sąlygomis;

lengvai atrandamas;

iš upių galima gauti kiekybiniam palyginimui duomenų, kurių faktiškai negalima gauti taikant įprastus metodus;

sudaroma galimybė standartizuoti mėginių rinkimą.

kolonizuojančius makrobestuburius, imituoja jų natūralią aplinką. Dirbtin-iai substratai naudojami tose vietose, kur įprasti mėginių ėmimo būdai neefektyvūs arba neįmanomi, pvz., su didelio gylio, drumstumo telkiniuose, telkiniuose, kurių dugne yra silpnas ir nepastovus smėlio ar dumblo gruntas, dugnas vientisas akmenuotas arba su rieduliais, kur teka srauni tėkmė.

Dirbtinis substratas turi nemažai privalumų lyginant su kitais makrobestuburių rinkimo metodais:

29

Maišeliams gaminti naudojama tinklinė medžiaga, kurios akučių dydis 1,5 cm. Į maišelius dedama po 20 vienetų 4–6 cm dydžio akmenukų (granitinės skaldos). Maišeliai užsiuva-mi, kad akmenukai neiškristų. Kiekvi-ename tyrimo taške buvo dedama po 5 maišelius, kurie buvo pririšti prie krante įkaltų medinių kuolelių arba medžių, kad nenuneštų upių srovė ir kad būtų lengviau juos rasti. Akmenų maišeliai sudėti upių srovės tekėji-mo vietose, o ne kur nors užutekyje. Norint gauti gerus vandens kokybės rezultatus, rekomenduojama koloni-zavimo mėginių ėmiklius palikti upės vietose keturias savaites. Maišeliams su akmenukais surinkti naudojamas „D“ formos

8.3. Bestuburių vandens kokybės tyrimas naudojant dirbtinį substratą

Vieta, kurioje atliekame tyrimus, turi būti tinkamai parinkta. Ji turi būti tipiška tam upeliui, bet kartu tiriamoje vietoje turi būti kuo įvairesnis bioto-pas: plotai apžėlę augmenija ir be jos; sraunumėlė ir rami, be srovės vieta; kuo įvairesnis gruntas. Tokioje vietoje paprastai ir būna didžiausia rūšių įvairovė, iš kurios mes galime tiksliai įvertinti upelio vandenį.

Jeigu nepavyksta rasti negilios, sraunios vietos arba žvirgždėto dugno, kuriame natūraliai gyvena daugelis jautrių taršai rūšių, galime papildomai naudoti jau minėtus dirbtinius substra-tus. Juose per 4–6 savaites apsigyvens tos gyvūnų rūšys, kurioms upelio vanduo tinkamas gyventi, bet galbūt nėra tinkamo grunto.

tinkliukas- samtelis, kurio platusis priekinis kraštas yra apie 30 cm ilgio, o tinklelio akys – 0,5 mm. Maišeliai bus iškeliami tokiu būdu: tose vietose, kur jie buvo palikti, atsistoti prieš srovę, prispausti samtelio pagrindą prie dugno, pakišti samtelį po maišeliu, kad bestuburių neišnešiotų srovė arba kad jie neišbėgiotų, ir iš lėto, atsargiai kelti. Visą samtelio turinį iškratyti į kibirą su upės vandeniu, akmenis išpilti iš maišelių ir nuo kiekvieno nuvalyti esančius bestuburius. Mėginius praplauti sietelyje (tinklelio akys – 0,5 mm), o jame įstrigusius organizmus pašalinti mechaniniu būdu. Paskui fiksuoti 70 proc. spirito (etanolio) tirpalu.

30

srovės greitis,

upelio plotis,

vidutinis gylis,

grunto sudėtis,

jo apaugimo augalais laipsnis,

pakrančių būklė.

Šios pastabos vėliau, vertinant vandens kokybę, padės paaiškinti gautus rezultatus ir juos pakoreguoti. Be to, tyrimų vietos aprašymas prirei-kus leidžia tiksliau palyginti duomenis, gautus iš atskirų stebėtojų ar skirtingų vietų. Pradedantiems upelių dugno gyvūnijos tyrinėtojams su bentosiniais organizmais patogiausia susipažinti ankstyvą pavasarį ar net žiemą, kai galima aptikti daugiau paskutinių sta-dijų ir todėl atitinkamai didesnių lervų. Vėliau dauguma jų virsta suaugusiais vabzdžiais ir palieka vandens telkinius. Vandenyje lieka tik jaunesnės, o kartu ir mažesnės bei sunkiau atpažįstamos

Jeigu norime įvertinti kokio nors intako ar griovio įtaką tiriamam upeliui, turime tyrimams pasirinkti mažiausiai dvi vietas, iš kurių viena būtų aukščiau intako prieš srovę, o kita

– 30–40 m žemiau įtekėjimo. Tuomet, lygindami gyvūnus, rastus abiejose tyrimų vietose, galime daryti išvadas, kaip vandens pasipildymas veikia tiriamą upelį.

Kadangi vandens gyvūnų rūšinė sudėtis priklauso ne tik nuo vandens kokybės, bet ir nuo gyvenimo sąlygų tinkamumo, svarbu pasižymėti pagrindines tyrimams pasirinktos vietos charakteristikas. Tai:

vabzdžių lervos. Be to, kai kuriuos gyvūnus, kurie turi įsitraukiančias kūno dalis (kai kurie dvisparniai, plokščiosios kirmėlės ar dėlės), geriau bandyti atpažinti, kol jie dar gyvi. Atliekant nuolatinius upelių būklės stebėjimus, dugno gyvūnus geriausia rinkti kartą per metų sezoną, nors pakanka ir dviejų kartų per metus. Vieną kartą turėtų būti renkama balandžio–gegužės mėnesiais, kada sąlygos dugno faunai yra palankiau-sios, o antrą kartą – pačioje vasaros pabaigoje, kai vandens lygis būna pats žemiausias, todėl net ir nedideli teršalų kiekiai, patekę šiuo metu į vandenį, stipriai keičia jo kokybę.

31

Vandens kokybės tyrimo metodai remiantis bestuburiais

mėginių ėmimo laikas

balandis–gegužė

rugpjūtis–rugsėjis

tyrimo įrankiai

1. tinkliukas2. maišiukai su akmenimis (jei upėje nėra akmenų, galima naudoti tokius maišiukus tyrimams)

upės atkarpos pasirinkimas

atėjus prie upės paeiti upės kran-

tu 50–100 m ir išsirinkti vietą, kur daugiausia įvairių buveinių (augalai,

akmenys, šakos, stipri srovė)

tyrimų trukmė

priklauso nuo buveinių skaičiaus

upėje (30 min.). vienai upės buveinei

skirti apie 10–15 min.

tyrimų vieta

srauniausia (sekli) upės vieta, kur yra akmenų ar žvyro dalelių; augalų ir nuskendusių

medžio šakų;smėlio arba

dumblo; srovė lėta (gilu); srovė

lėčiausia

būtiniausi tyrimo įrankiai

1. tinkliukas2. ilgaauliai neperšlampami batai3. balta vonelė4. pincetas5. užrašų knygelė (išmanusis tele-fonas)6. lupa7. bestuburių apibūdinimo vadovas

32

8.4. Sugautų makrobestuburių apibūdinimas ir vandens klasės nustatymas

Visą sugautą laimikį sudedame į vonelę. Organizmus vonelėje gerai apžiūrime ir surūšiuojame į atskirus indelius, pripildytus šviežio vandens. Apibūdinimo vadovas, pateikiamas šiame leidinyje (žr. toliau), arba iš anksto pasirinktas kitas apibūdinimui tinkamas vadovėlis padės juos atpažin-ti. Rastas organizmų grupes patikrina-me ir įrašome į lentelę, pažymėdami skirtingų formų kiekį. Atlikę analizę, gyvūnėlius paleidžiame atgal. Jei dėl kokių nors priežasčių neįmanoma vietoje surūšiuoti ir apibūdinti surinktų gyvūnėlių, juos

Pirmoje grafoje pažymėkite tyrimo metu rastas organizmų grupes.

Antroje grafoje įrašykite akivaizdžiai skirtingų kiekvienoje grupėje formų (= rūšių) skaičių.

Bendrą formų skaičių įrašykite į antros grafos apačioje esantį ryškiai apvestą langelį.

Aukščiau lentelėje įrašyti gyvūnai jautresni vandens pablogėjimui, pagal juos ir nustatome apytikrę vandens kokybės klasę (A, B, C, D ar E).

Įsidėmėkite, kad vandens kokybės klasė priklauso ir nuo bendro įvairių formų, rastų tyrimo vietoje, skaičiaus, todėl tikslesnę vandens kokybės klasę (nuo I iki IV) nustatome pasinaudodami šia lentele.

galime užkonservuoti. Tam gyvūnėlius dedame į 70 proc. spirito tirpalą arba mėginį dedame į šaltkrepšį su ledais, tačiau tokį mėginį reikia išanalizuoti grįžus į laboratoriją tą pačią arba kitą dieną. Surinkę ir surūšiavę gyvūnėlius į atskiras grupes bei formas, duomenis įrašome į čia pateiktą lentelę. Grupes nesunku nustatyti pagal toliau pateiktą paprastą apibūdinimo lentelę. Jei tos pačios grupės gyvūnai aiškiai skiriasi išvaizda, tai ir bus skirtingos gyvūnų formos.

33

gyvūnų grupė rasta gyvūnų grupė

1 2 3

2 arba daugiau 1

4 arba daugiau 1–3

apytikslė klasė

3 arba daugiau2 (+ apsiuvos)1

ab

c

e

bcatmetame

ddd

šie gyvūnai apytikslei klasei nustatyti įtakos neturi

4

skirtingų formų

skaičius

vertimasformų skaičius

grupėjeapytikslė

klasė

ankstyvių lervos

lašalų lervos

apsiuvų su nameliais arba

be jų lervos

šoniplaukos

kabasparniai, vandens asiliukai

dėlės

tubificidai

pilvakojai moliuskai

dvigeldžiai moliuskai

plokščiosios kirmėlėsmažašerės kirmėlės

uodų ir musių lervosvandens erkės

žirgelių lervosvabalai ir jų lervos

ir kt.

bendras formų skaičius

34

Tikslesniam vandens kokybės tyrimui taikomi sudėtingesni metodai, tačiau tai reikalauja tyrimų patirties (bestuburių apibūdinimo žinių) ir sudėtingesnės technikos (stereomikroskopo). Kam įdomu, toks sudėtingesnis tyrimas yra pateiktas knygelėje „Upelių tyrimai“ (tiksli informacija pateikta knygos gale – Literatūros sąraše).

bendras formų skaičius

apytikslė klasė

abcde

III

III — IV

IV

IV

II

II–III

III

III–IV

IV

I — II

II

II — III

III

III — IV

I

I — II

II

II — III

III

daugiau nei 150—1 9—152—8

i. gyvūnai turi nariuotas kojas:

35

9. K AI P ATPA ŽI NTI GY V Ū N Ų G RU PES?

i. gyvūnai turi nariuotas kojas:

2. Kojų keturios poros (voragyviai):

1. Kojų daugiau kaip keturios poros (vėžiagyviai):

1.1. Kūnas suspaustas iš šonų, nugaros linija išlenkta

1.2. Kūnas suspaustas dorsoventrališkai

Šoniplauka(Gammaridae)

Vandens erkė(Acarina)

Vandens asiliukas(Asellus aquaticus)

3. Kojų trys poros (vabzdžiai):

3.1. Kūno gale trys siūliškos ataugos

3.2. Kūno gale trys plunksniškos ataugos

Lašalo lerva(Ephemeroptera)

Žirgelio lerva (Odonata)

36

3.5. Kūnas su nameliu arba be jo

3.6. Kita

3.3. Kūno gale dvi ataugos

3 .4. Kūno gale viena atauga

Apsiuvų lerva(Trichoptera)

Blakės ir jų lervos Vabalai ir jų lervos

Ankstyvių lerva(Plecoptera)

Kabasparnių lerva(Megaloptera)

ii. gyvūnai nariuotų kojų neturi

37

ii. gyvūnai nariuotų kojų neturi

1.1. Kriauklė iš dviejų geldelių

2.1. Kūnas plokščias

2.2. Kūnas be siurbtuko užpakaliniame gale

2.3. Kūnas su siurbtuku užpakaliniame gale

1.2. Kriauklė kitokio pavidalo

1. Gyvūnai turi kriauklę:

2. Gyvūnai kriauklės neturi:

Dvigeldis moliuskas(Bivalvia)

Pilvakojis moliuskas (Gastropoda)

Dėlė (Hirudinea) Plokščiosioji kirmėlė(Plathelminthes)

38

Galvos neturi Galvą turi

3. Kūnas su galvos kapsule arba be jos, gali turėti šliaužiojimo volelius ar netikras kojas:

4. Kūnas apvalus, trapus, dažnai labai ilgas (slieko formos ir išvaizdos)

Musės lerva( Diptera)

Uodo lerva( Diptera)

Mažašerė kirmėlė (Oligochaeta)

39

10. ATSKI RŲ VAN D ENS VABZDŽI Ų G RU PI Ų

APR A ŠYMA S Kadangi vabzdžių įvairovė didelė, siekdami palengvinti apibūdinimo darbą, pateiksime vabzdžių lervų charakteringus bruožus.

Žirgelių (Odonata) būrys

Šių lervų charakterin-gas bruožas – apatinė lūpa, virtusi tik žirgeliams būdingu griebiamuoju organu – kauke (pav.). Vienos lervos turi žiaunas kūno gale, kitos – ne. Bet kaukę turi visos.

Lašalų (Ephemeroptera) būrys Lervų kūno formos labai įvairios, priklauso nuo gyveni-mo sąlygų ir būdo. Srauniose upėse gyvenantys lašalai – plokšti, dumble gyvenančios arba ramesnėse vietose laisvai plaukio-jančios lervos – cilindriškos. Kvėpuoja lapelių, siūlelių arba kitokio pavidalo žiaunomis, kurios yra pilvelio šonuose. Nuo kitų panašių vandenyje gyvenančių lervų skiriasi tuo, jog kūno gale, kaip ir suaugę lašalai, turi tris siūlo pavidalo ataugas – cerkus (pav.).

a

a b c d

b c d

e f

e

ŽIRGELIŲ (ODONATA) BŪRIO ATSTOVAI:a – gražutė (Calopteryx splandens); b – strėlikė (Lestes sp.); c – skėtė (Aeshna sp.); d – tikrasislaumžirgis (Libellula sp.);

e – karališkasis laumžirgis (Anax sp.)

LAŠALŲ (EPHEMEROPTERA) BŪRIO LERVOS:a – ilgakojo lašalo (Siphlonurus sp.); b – dviuodegio lašalo (Baetis sp.); c – septyndienės (Ecdyourus sp.); d – paprastosios kibiakojės (Ephemerela ignita); e – purvamėgio lašalo (Caenis sp.); f – plonagylio lašalo (Paraleptophalebia sp.)

39

a –Trumpauodegės ankstyvės (Cpniidae);

40

Blakių (Hemiptera) būrys Šio būrio vabzdžių galime rasti tiek sau-sumoje, tiek ir vandenyje. Kūnas plokščias iš viršaus į apačią, burnos aparatas siurbiamasis, apatinėje galvos pusėje turi nariuotą siurbtuką, kartais nelabai pastebimą. Viršutinės sparnų poros priekinė dalis sukietėjusi, chitinizuota, užpakalinė – plėvinė. Dauguma jų laikosi van-dens paviršiuje arba vandens plote. Tai visiems mums matyti ir pažįstami vandens.

Vabalų (Coleoptera) būrysVandenyje aptinkama tiek suaugusių vabalų, tiek ir jų lervų. Dauguma vabalų lervų, gyve-nančių vandenyje, yra plėšrios, didele galva ir stipriais žandais. Tiek suaugėliai, tiek ir jų ler-vos, nors ir gyvena vandenyje, tačiau kvėpuoja (dauguma) atmosferos oru, todėl vandens kokybei yra nereiklūs (pav.).

a b c d

a

b

c

b c d e

d e

VABALŲ (COLEOPTERA) BŪRIO ATSTOVAI:a – vandeninis sukutis (Gyrinus sp.); b – geltonkraštė

dusia (Dydicus marginalis); c – dumbliavabalis (Haliplus f luvialitis); d – kabliavabalis (Elmis maugetti)

BLAKIŲ BŪRIO

ATSTOVAI:a – Sigara sp. (Corixidae);

b – plūkė Ilicoris cimisoides

(Naucoridae); c – besparnė

vandeninėblakė Aphelocerius

aestivalis (Aphelocheridae);

d – vandens skorpionas;

e – nugarplauka

ANKSTY VIŲ (PLECOPTERA) BŪRIO LERVOS:

b – tikrosios ankstyvės (Perlidae); c – juostasparnės ankstyvės

(Taeniopterygidae); d – nemūros (Nemouridae); e – baltasparnės

ankstyvės (Leuctridae)

Ankstyvių (Plecoptera) būrysSuaugę vabzdžiai pradeda skraidyti anksti pavasarį, dar

esant ledonešiui, – iš to ir kilęs būrio pavadinimas. Dažniausiai aptinkama rudenį, žiemą ir anksti pavasarį. Vasarą šių lervų vandenyje dažniausiai nėra. Ankstyvių lervos šiek tiek primena lašalų lervas, bet kūno gale, kaip ir suaugę vabzdžiai, turi tik dvi siūlines ataugas (pav). Dalis lervų ant krūtinės turi išorines pirštiškas trachėjines žiaunas. Beveik visos ankstyvės mėgsta sraunias labai švarias upes, todėl, kaip ir lašalai, yra geras van-dens kokybės rodiklis.

40

a

a b c d e

f

g

h

b c

d

e

f

g

i

h

j k l

APSIUVŲ (TRICHOPTERIA) BŪRIO ATSTOVAI:a – medvėžis Limnephilus sp. (Limnephilidae); b – dvilazdė apsiuva Anabolia sp. (Limnephilidae); c – plonaūsė apsiuva Athripsodes sp. (Leptoceridae); d – skydnešės apsiuvos Molana sp. (Molannidae) namelis; e – šilkaburnė apsiuva Sericostoma sp. (Cericostomatidae);f – hidropsichidė Hydropsyche sp. (Hydropsychidae); g – storapilvė Hydroptila sp. (Hydroptilidae) be namelio; g – storapilvė Hydroptila sp. (Hydroptilidae) su nameliu

41

DVISPARNIŲ (DIPTERA) BŪRIO ATSTOVAI:a – Ptichoptera (Ptychopteridae); b – mašalas Simulium sp. (Simullidae); c – tikrasis uodas (Culicidae); d – Dixa sp. (Dixidae); e – stratiomija Stratiomys sp. (Stratiomyidae); f – smulkiųjų mašalų lerva Chironomus sp. (Chrinomidae); g – uodo trūklio lerva Chironomus sp. (Chironomidae); h – žiedmusė Eristalis sp. (Syrphidae); i – šakotauodegė Atherix ibis (Rh-agyonidae); j – sparva Tabanus sp. (Tabanidae); k – ilgakojis uodas (Tipuidae);

Dvisparnių (Diptera) būrysŠiam būriui priklauso musės ir uodai. Dvisparniai nuo

kitų vabzdžių skiriasi tuo, kad, kaip ir sako būrio pavadinimas, turi tik vieną porą sparnų. Iš gausybės dvisparnių rūšių nemažai tokių, kurių gyvenimas lervos stadijoje ytra artimai susijęs su vandenų ekosistemomis. Lervos neturi kojų, gali neturėti ir gal-vos kapsulės. Primena sliekus, tačiau geriau įsižiūrėjus galima aptikti sklerotizuotą (juodą) galvos kapsulę arba jos dalis (pav.).

Apsiuvų (Trichoptera) būrys Suaugę vabzdžiai giminingi drugiams, tik jų sparnai apaugę plaukeliais, o ne žvyneli-ais, kaip drugių, ir ne tokie spalvingi, o blyškūs – pilkų, rusvų spalvų. Lervų aptinkama tik van-denyje, jos gyvena daug ilgiau, kartais kelerius metus. Apsiuvų lervos labai įvairios tiek dydžiu, išvaizda, tiek ir gyvenimo būdu. Šiam būriui būdingos dviejų tipų lervos: vienos jų gyvena įvairiuose nameliuose, kitos – laisvai. Kvėpuoja žiaunomis, minta vandens bestuburiais arba detritu, pačios yra mėgstamas kitų stambesnių vandens gyvūnų maistas (pav.).

l – vandenmusėDicranota

(Limonidae)

41

42

11 . B I O LOG I N ĖS VAN D ENS

KO K YB ĖS KL A SĖS N USTAT YMA S

Tarkime, kad pasirinktoje upelio atkarpoje mes radome šiuos dugno bestuburius: ankstyvių, pora aiškiai skirtingų lašalų (jei gyvūnai atrodo labai panašūs, ir jūs abejojate, ar tai skirtinga rūšis, geriau laikykite juos tos pačios rūšies atstovais), dvi apsiuvų rūšis, pora vabalų lervų, žirgelio lervų ir pora pilvakojų moliuskų rūšių. Tuomet užpildyta lentelė atrodys taip:

gyvūnų grupė rasta gyvūnų grupė

1

+

+

+

1

2

2

2 3

2 arba daugiau 1

4 arba daugiau 1–3

3 arba daugiau2 (+ apsiuvos)1

ab

bc

c

e

bc

atmetame

ddd

4

skirtingų formų

skaičius

vertimasformų skaičius

grupėjeapytikslė

klasė

ankstyvių lervos

lašalų lervos

apsiuvų su nameliais arba

be jų lervos

šoniplaukos

kabasparniai vandens asiliukai

dėlės

tubificidai

43

Norėdami nustatyti apytikslę vandens kokybės klasę, žiūrime lentelės viršutinėje dalyje įrašytus pačius jautriausius gyvūnus, kuriuos mums pavyko aptikti. Šiuo atveju tai bus ankstyvės. Kadangi mes radome tik vieną ankstyvių rūšį, tai apytikslė vandens kokybės klasė bus „B“. Jei mes nebūtume radę ankstyvių, o tik pora lašalų rūšių ir apsiuvų, tai atitinka-mai būtų „C“ klasė. Apytikslei klasei

+

++

2

12

apytikslė klasė

šie gyvūnai apytikslei klasei nustatyti įtakos neturi

pilvakojai moliuskai

dvigeldžiai moliuskai

plokščiosios kirmėlėsmažašerės kirmėlės

uodų ir musių lervosvandens erkės

žirgelių lervosvabalai ir jų lervos

ir kt.

bendras formų skaičius

bendras formų skaičius

apytikslė klasė

abcde

III

III — IV

IV

IV

II

II — III

III

III — IV

IV

I — II

II

II — III

III

III —IV

I

I — II

II

II — III

III

Daugiau nei 150 — 1 9 — 152 — 8

nustatyti turi reikšmės tik jautriausi taršai (esantys lentelės viršuje) gyvū-nai. Bendras skirtingų formų (rūšių) skaičius svarbus tik vėliau, nustatant tikslią vandens kokybės klasę. Ją nustatome pasinaudodami apatine lentele. Šiuo atveju tai bus II vandens kokybės klasė (apytikslės klasės „B“ ir bendro formų skaičiaus „9–15“ susikirtimo vieta).

44

12. BESTUBURIAIS GRĮSTŲ VAN D ENS KO K YB ĖS T YRI M Ų TRŪ KU MAI

Aprašytasis biologinis vandens kokybės nustatymo metodas yra tinkamas tik tekantiems vandens telkiniams, t. y. upėms ir upeliams. Šis metodas netinka didelėms upėms (pvz., Nemunui), ežerams, žmogaus sukurtiems vandens karjerams, užtvankoms, pelkėms ir sūriems vandens telkiniams. Tokios vandens bestuburių grupės kaip ankstyvės, kai kurios lašalų grupės yra aptinkamos tik tekančiuose vandens telkiniuose. Ežerai arba karjerai gali pasižymėti pačia aukščiausia vandens kokybe, bet dėl ankstyvių arba lašalų nebuvimo pagal anksčiau pateiktą vandens kokybės nustatymo metodą bus priskirti III (maksimaliai II) vandens kokybės klasei.

13. FIZI KI N IAI I R CH EM I N IAI T YRI MAI

Kaip minėta, gyvybė vandenyje priklauso nuo daugelio veiksnių: temperatūros, deguonies kiekio, maisto medžiagų koncentracijos ir kt., kuriuos ir tiriame cheminės analizės metu. Cheminiai tyrimai yra vertingi, nes leidžia nustatyti ryšius tarp gyvosios ir negyvosios gamtos, rodo

įvairių veiksnių svarbą, žmogaus veiklos produktų įtaką gyvajai gamtai. Trumpai apžvelgsime pagrindinius fizikinius ir cheminius parametrus ir jų įtaką vandens kokybei.

Vandens temperatūra Temperatūros svyravimai įvairiai veikia organizmus. Vieni vandens

45

gyvūnai mėgsta šiltą vandenį, kiti gali gyventi tik šaltame vandenyje. Be to, vandens temperatūra turi įtakos kitiems cheminiams parametrams. Kylant temperatūrai, mažėja vandens galimybė tirpinti deguonį. Todėl staigiai pakilus vandens temperatū-rai, deguonies kiekis vandenyje gali sumažėti iki kritinės ribos. Bakterijų, fito- ir zooplanktono vystymasis irgi labai priklauso nuo vandens temperatūros. Pavyzdžiui, daugelis puvimo bakterijų gali vystytis tik esant aukštesnei nei 10 laipsnių temperatūrai. Nuo tempe-ratūros priklauso ir vandens orga-nizmų atsparumas ligoms bei parazitams. Žmogus, kirsdamas pakrančių krūmus, tiesindamas upelių vagas, prisideda prie temperatūros režimo ir su tuo susijusių fizikinių ir cheminių vandens parametrų pasikeitimo.

DeguonisKad vandenyje gyventų žuvys arba kiti vandens gyvūnai, jame turi būti pakankamai deguonies. Dėl deguonies trūkumo vandenyje mažėja mitybos bazė, žuvų kiekis. Be to, silpnėja gyvų-jų organizmų atsparumas ligoms ir parazitams. Deguonies stoka gali būti ir masinio žuvų dusimo priežastis. Daugeliui žuvų kritiškas deguonies kiekis vandenyje yra 3 mg/l ar kiek daugiau. Planktonas, vandens gyvūnai

ir augalai taip pat susiję su deguonies kiekiu vandenyje. Bakterijos, ardyda-mos organines medžiagas, irgi vartoja deguonį. Deguonies trūkumas tiesiogiai veikia žuvų įvairovę ir turi įtakos van-dens chemizmui. Jei trūksta deguonies, organinę medžiagą bakterijos skaido anaerobinėmis sąlygomis, dėl to išsis-kiria sieros vandenilis ir kiti pavojingi junginiai. Geležies surišti fosfatai dėl deguonies trūkumo gali vėl atsipalaiduoti ir sukelti papildomą vandens taršą. Šie abu procesai gali ilgam pabloginti vandens kokybę. Į vandenį deguonis patenka dviem būdais. Vienas jų, kai dėl didelio parcialinio slėgio atmosferoje deguonies molekulės difunduoja į vandenį. Šį procesą skatina žema temperatūra ir vandens maišymasis. Dėl šių priežasčių ypač daug deguonies būna kalnų upeliuose. Kitas deguonies patekimo į vandenį būdas – fotosintezė. Šis būdas ypač svarbus lėtai tekančiuose ar stovinčiuose vandenyse. Dėl foto-sintezės kartais net ir labai stipriai eutrofikuotuose vandens telkiniuose deguonies gali būti labai daug, tada jo perteklius burbuliukais kyla į paviršių. Tokiems vandenims būdingi dideli deguonies svyravimai per parą, nuo persotinimo dienos metu iki trūku-

46

mo naktį. Mažas deguonies kiekis vandenyje – tai bakterijų, skaidančių organinę medžiagą, veiklos pasekmė. Organinės medžiagos į vandenį gali patekti natūraliai arba dėl žmogaus veiklos. Tai mirę augalai ir gyvūnai, gamybos atliekos, kanalizacijos vandenys ir pan.

Biocheminis deguonies suvartojimas Biocheminis deguonies suvarto-jimas (BDS) – tai parametras, netie-siogiai rodantis organinės medžiagos kiekį vandenyje. Bakterijos, ardydamos organines medžiagas, naudoja deguonį, todėl jo suvartojimas yra

proporcingas organinės medžiagos kiekiui vandenyje. Jei vandenyje deguonies yra pa-kankamai, tai bakterijos, skaidydamos organines medžiagas, didina vandens apsivalymo galimybes. Kaip minėta, mažėjant deguonies kiekiui, aerobinį organinės medžiagos skaidymą keičia anaerobinis, kuris lemia, kad gauti irimo produktai gali būti nuodingi.Šiaip švariame vandenyje bakteri-jų kiekis būna nedidelis dėl maisto stokos. BDS norma vienam gyventojui per parą – apie 60 g deguonies.

pH – rūgštingumo rodiklis Tai parametras, rodantis vandens rūgštingumo laipsnį. pH reikšmės gali būti nuo 1 iki 14. Neutrali terpė – 7. Vanduo turi teigiamų H+ jonų ir

Vandens prisotinimas deguonimi tekančiame vandenyje, paskui, kai į jį patenka nutekamieji vandenys

Nutekamųjų vandenų patekimo vieta

neigiamų OH- jonų. pH – tai paprastas teigiamų vandenilio jonų kiekio vandenyje logaritmas. Jei H+ jonų daugiau nei OH+, tai pH vertė būna mažesnė nei 7 (vanduo rūgštus),

47

bakterijos

karpis

upėtakis

optimali vertė

nuo 1 iki 13 pH

nuo 4,5 iki 10,8 pH

nuo 5,5 iki 9,4 pH

nuo 7,5 iki 8,5 pH

kai kurių gyvų organizmų tolerancija vandens rūgštingumui:

Azoto ciklas Nitratai, nitritai ir kiti azoto junginiai į vandenį dažniausiai patenka su nutekamaisiais vandenimis. Kitas azoto junginių šaltinis – tai trąšos, naudojamos žemės ūkyje. Jei trąšų dirvožemyje daug, jos kartu su lietaus ar polaidžio vandeniu gali būti išplau-tos į artimiausius vandens telkinius.Nitratai – galutinis baltymų skaidymo vandenyje produktas. Amonio jonai (NH4

+) dėl bakterijų veiklos iš pradžių verčiami nitritais (NO2), paskui nitratais (NO3-). Šiam procesui reikia deguonies.

Nitratų, kaip svarbaus baltymų biosintezės komponento, reikia visoms gyvoms būtybėms, tačiau dide-liais kiekiais patekę į vandenį jie skatina

dumblių augimą ir didina eutrofikaciją. Dėl deguonies stygiaus vandenyje gali susikaupti didelė nuodingo tarpinio produkto – nitritų (NO2-) – koncen-tracija. Nitritai veikia gyvūnų kraujyje esantį hemoglobiną, dėl to gyvūnai gali žūti nuo kvėpavimo sutrikimų. Toks pat poveikis gali būti ir esant didelėms nitratų (NO3-) koncentracijoms, nes tuomet dalis nitratų virškinimo sistemoje virsta nitritais. Be to, nitritams reaguojant su aminais, susidaro kancerogeniniai junginiai – nitrozoaminai. Dideli nitratų kiekiai yra pavojin-gi ir žmonėms. Suaugusiems norma ne daugiau kaip 220 mg/per parą, vaikams pavojingi ir tokie kiekiai.

ir atvirkščiai. Vandens rūgštingumas priklauso nuo daugelio priežasčių, taip pat ir nuo augalų veiklos. Dienos metu augalai pasisavina anglies dioksidą CO2 iš vandens ir mažina vandens rūgštingumą. Atitinkamai pH vertė kyla. Naktį šis

procesas vyksta atvirkščiai. Iš dirbamųjų laukų į vandenį su kitomis medžiagomis patenkantys įvairūs azoto oksidai ir sieros dioksidas pH gali sumažinti iki pavojingos ribos, be to, pastaruoju metu didelę įtaką vandens rūgštingumui, ypač ežeruose, turi rūgštieji lietūs.

48

Azoto junginiai vandenyje

Fosforas Švariuose vandenyse fosforo aptinkama tik pėdsakų. Kadangi fosforas labiau nei azotas skatina augalų augimą, tai ir vandenų eutrofikacija visų pirma yra susijusi su padidėju-sia fosforo koncentracija vandenyje. Vandenyje fosforo aptinkama trimis formomis. Tai neorganinis tirpus fosforas – ortofosfatai (PO4

3-) ir polifosfatai (P2O5), organinis ištirpęs fosforas ir iš dalies ištirpęs organinis fosforas. Visos šios formos kartu suda-ro bendrą fosforo kiekį vandenyje. Natūraliuose silpnai užterštuose vandenyse neorganinio ištirpusio fosforo aptinkama tik pėdsakų. Dalį jo greitai pasisavina dumbliai ir augalai, kita, didžioji, jo dalis nusėda į dugną. Čia jis su geležimi sudaro netirpius trivalentės geležies kompleksus. Taip dalis fosfatų išeina iš apytakos. Todėl

vienkartiniai ir nedideli fosforo kiekiai vandenyje didesnės įtakos jo kokybei neturi, nebent tik saikingai stimuliuoja augalų augimą. Jei fosfatai patenka į vandenį nuolat ir dideliais kiekiais, tai jie sukelia staigų organinės medžiagos prieaugį. Iš pradžių padaugėja fito- ir zooplanktono, paskui jų vartotojų ir galų gale bakterijų, kurios skaido organinę medžiagą. Šiam skaidymui reikia deguonies, kurio išaugus negyvos organinės medžiagos kiekiui nebeužtenka. Organinė medžiaga nusėda ant dugno, deguonies kiekis vandenyje prie dugno nukrinta iki nu-lio. Tokiomis sąlygomis dėl deguonies stokos netirpūs trivalentės geležies ir fosforo kompleksai virsta lupiu dvivalentės geležies ir fosforo kompleksu. Fosforas vėl patenka į vandenį, sukeldamas antrinį vandens užterštumą fosforo junginiais.

49

Fosforas vandenyje

Natūralus būdas fosforui patekti į vandens telkinius – tai krituliai ir uolienų, turinčių fosforo (pvz., apatitų), erozija, bet daugiausia fosforo į vandenį patenka iš dirbamųjų laukų, pramonės ir namų ūkių dėl žmogaus veiklos.

Skaidrumas Chemiškai švarus vanduo yra visiškai skaidrus. Jis turi silpnai žydrą atspalvį. Gamtoje tokių vandenų reta, nes dėl įvairių medžiagų, kurias išplauna vanduo iš aplinkinių uolienų, jo spalva būna įvairių atspalvių – nuo žalios iki rudos. Kanalizacijos vandenys paprastai būna pilkos spal-vos. Patekę į vandenį, jie sumažina natūralų vandens skaidrumą. Vandens skaidrumui turi įtakos ir padidėjęs nešmenų kiekis dėl upelių melioravimo arba kitokios žmonių veiklos upelio baseine. Skaidrumas turi įtakos vandens kokybei. Drumstesnis vanduo didina saulės spindulių sugėrimą, o kartu prisideda prie vandens šiltėjimo bei deguonies kiekio mažėjimo ir pan.

Be to, skaidrumas tiesiogiai veikia vandenyje gyvenančius organizmus, padidėjęs nešmenų kiekis užkemša žuvų žiaunas, apsiuvų gaudomuosius tinklus ir pan.

Bendras kietųjų medžiagų kiekis Šis parametras analogiškas skaidrumui ir rodo bendrą ištirpu-sių bei neištirpusių medžiagų kiekį vandenyje. Ištirpę komponentai – kalcis, bikarbonatai, fosfatai, magnis, siera ir kiti jonai. Neištirpę – detritas, dumblas, planktonas, pramonės ir buitinės nuotekos bei kitos medžiagos, turinčios įtakos vandens skaidrumui.Įvairių jonų koncentracijos natūraliuose vandens telkiniuose paprastai išlaiko

50

pusiausvyrą. Papildomai į vandenį patekus kai kurių medžiagų, ši pusiausvyra gali sutrikti (pvz., jau minėtas amonio jonų ir amoniako bei fosforo pusiausvyros atvejis). Didelis kietųjų dalelių kiekis, kaip minėjome, taip pat keičia vandens skaidrumą, temperatūrą ir deguonies režimą. Be to, suspenduota medžiaga gali būti susijusi su toksinėmis medžiagomis, mikrobais ir bakterijomis.

Koli bakterijos Koli bakterijos patenka į vandenį su šiltakraujų gyvūnų išmatomis. Tai atsitinka išleidžiant į upes nevalytus kanalizacijos vandenis ar valymo įrenginių avarijų metu. Kartais dėl didelio bakterijų kiekio ežeruose arba didelėse upėse net draudžiama maudytis.

Koli bakterijos, gyvenančios žarnyne (taip pat ir žmogaus) ir dalyvaujančios virškinimo procese, savaime nėra patogeniškos, nesukelia jokių ligų, jos tik rodo galimą kitų – patogeninių – bakterijų arba virusų buvimą vandenyje. Leidžiamas Koli bakterijų kiekis maudytis skirtame vandenyje – 2 000 kolonijų 100 ml vandens.

Elektrinis laidumas Laidumas – tai ištirpusių vandenyje cheminių medžiagų jonų matas. Užterštas druskomis vanduo yra laidesnis elektros srovei. Elektros laidumas matuojamas specialiais prietaisais ir išreiškiamas mikrosimensais centimetre (µS/cm). Optimali reikšmė svyruoja tarp 100 ir 300  µS/cm.

51

Kai išmatuojame visus reikiamus parametrus, galime nustatyti fizikinę ir cheminę vandens kokybę. Tam iš pradžių reikia deguonies kiekį, nusta-tytą mg/1, perskaičiuoti į prisotinimą procentais, nes vandenyje galinčio ištirpti deguonies kiekis kinta priklau-

Cheminę vandens kokybės klasę galime apskaičiuoti įvairiais metoda-is, atsižvelgdami į tirtus fizikinius ir cheminius parametrus. Nuo to, kokį iš metodų pasirenkame, priklauso svarbos

14. FIZIKINĖS IR CHEMINĖS VANDENS KOKYBĖS

KLASĖS NUSTATYMAS

indekso reikšmė 100—83 83—73 73—56 56—44 44—27 27—17

I I—II II II—III III—IV IVvandens kokybės klasė

somai nuo temperatūros. Šiuos koeficientus padauginę iš kokybinių indeksų ir sudėję, gausime reikšmę (nuo 0 iki 100), pagal kurią, pasinaudodami šia lentele, ir nustatome vandens kokybės klasę (lentelė).

koeficientai (w), rodantys to arba kito parametro svarbą ekosistemai. Kaip matome, svarbiausias iš matuojamų parametrų yra deguonies koncentracija ir organinės medžiagos kiekis (BDS).

Atskirų parametrų svarbos koeficientai yra šie:

parametras

I1 temperatūra w1 0,08

l2 deguonies kiekis w2 0,20

13 BDS5 w3 0,20

I4 pH reikšmė w4 0,10

15 nitratų kiekis w5 0,10

I6 fosfatų kiekis w6 0,10

L7 amonio jonai w7 0,15

I8 elektrinis laidumas w8 0,07

I9 e koli bakterijos w9 0,16

Iš viso: 1,00

svarbos koeficientas

(w1 — w9)

52

I1 temperatūrų skirtumas w1 0,08 91l2 deguonies kiekis w2 0,20 65 % 5313 BDS5 w3 0,20 3,5 mg/l 68I4 pH reikšmė w4 0,10 6,5 78,515 nitratų kiekis w5 0,10 35 mg/l 16I6 fosfatų kiekis w6 0,10 1,2 mg/l 10L7, skaidrumas w7 0,15 80 cm 30iš viso: 1,00

Norėdami apskaičiuoti vandens kokybės klasę pagal fizikinius ir cheminius parametrus, sudarome lentelę:

parametras svarbos koeficientas

indeksasišmatuoto parametro

reikšmė

Galutinį rezultatą apskaičiuojame pagal formulę: CI = (I1 x w1) + (I2 x w2) + … + (I7xw7) Gavę reikšmę, pagal aukščiau pateiktą lentelę nustatome vandens klasę. Šiuo atveju CI yra lygus 51,06, o vandens klasė – II–III.

53

1

2

3

4

5

6

7

kokybės elementas rodikliseil.nr

upių ekologinės būklės klasių kriterijai pagal fizikinių ir cheminių kokybės

elementų rodiklių vertes

bendri duomenys

maisto medžiagos

organinėsmedžiagosprisotinimas deguonimi

labaigera

NO3-N, mg/l

<1,30 1,30–2,30

0,10–0,20

2,00–3,00 0,050–0,090 0,100–0,140

2,30–3,30

8,50–7,50

7,49–6,00

3,31–5,00

0,141–0,230

0,091–0,180

3,01–6,00

0,21–0,60

2,31–4,50

4,51–10,00

0,61–1,50

6,01–12,00 0,181–0,4000,231–0,470

5,01–7,00 5,99–3,00

>10,00

>1,50

>12,00

>0,400

>0,470

>7,00

<3,00

<0,10

<2,00

<0,050

<0,100

<2,30

>8,50

NH4-N, mg/l

PO4-P, mg/l

BDS7, mg/l

Pb, mg/l

O2, mg/l

Nb, mg/l

gera bloga labaiblogavidutinė

Upių ekologinę būklę galima įvertinti ne tik sudėjus visus para-metrus. Galima kiekvieną parametrą panagrinėti atskirai. Upių ekologinė būklė vertinama pagal fizikinius ir cheminius kokybės elementus: ben-drus duomenis (maisto medžiagas, organines medžiagas, prisotinimą deguonimi) apibūdinančius rodiklius: nitratinį azotą (NO3-N), amonio azotą (NH4-N), bendrąjį azotą (Nb), fosfatinį fosforą (PO4-P), bendrąjį fosforą (Pb),

15. U PI Ų EKO LOG I N ĖS B Ū KLĖS VERTI N I M O

KRITERIJAI PAGAL CH EM I N I Ų PAR AM E TRŲ

MATAVI M USbiocheminį deguonies suvartojimą per 7 dienas (BDS7), ištirpusio deguonies kiekį vandenyje (O2) ir pa-gal specifinius teršalus, pvz., sunkiuosius metalus, tačiau tokie tyrimai yra brangūs, o medžiagos yra toksiškos, todėl mokyklose nerekomenduojama tirti. Pagal kiekvieno rodiklio vidutinę metinę vertę, vandens telkinys priskiriamas vienai iš penkių ekologinės būklės klasių (lentelė).

Upių ekologinės būklės klasės pagal fizikinių ir cheminių kokybės elementų rodiklius

54

De Pauw, N., Roels, D., Fontoura, A. P. 1986. Use of artificial substrates for standartized sampling of macroinvertebrates in the assessment of water quality by Belgian Biotic Index. Hydrobiologia 133: 237-258.

Kontautas, A., Matiukas, K. 1996. Upės šalia mūsų. Klaipėda.

Kontautas, A., Matiukas, K. 2001. Upelių tyrimai. Klaipėda.

HMSO. 1983. Methods of Biological Sampling: A colonization sampler for collecting macro-invertebrate indicators of water quality in lowland. London.

Makrozoobentoso tyrimo paviršinio vandens telkiniuose metodika (LAND 57-2003). Žin., 2004, Nr. 53-1827.

Vandens kokybė. Biologinių mėginių ėmimo metodika. Nurodymai, kaip imti bentalės bestuburių mėginius. (LAND 70-2005).

16. LITER ATŪ R A

55

Sudarytojai: Antanas Kontautas, Kęstutis Matiukas

Antrasis papildytas leidimas [papildė ir redagavo Tomas Ruginis]

Dizainas Elenos Kanarskaitės

Iliustracijos Sauliaus Karaliaus

Kalbos redaktorė Romualda Nikžentaitienė

Projekto vadovė Jūratė Morkvėnaitė-Paulauskienė

Tiražas 300 egz.

UPĖS ŠALIA MŪSŲ

56