Диатомеи выявляют загрязнение пресной воды

Исследователи из Индии продемонстрировали, что микроскопические водные организмы можно использовать как экологический эквивалент "канарейки в угольной шахте" для оценки состояния внутренних пресноводных озёр и прудов. Команда объясняет в World Review of Science, Technology and Sustainable Development, как диатомеи плохо реагируют на загрязняющие вещества и сточные воды.

Биджая Кумар Падхи, Джнанендра Рат и Пратап Кумар Падхи из Университета Вишва-Бхарати в Шантиникетане изучили экологические реакции диатомей на загрязнение и обогащение питательными веществами, вызванные бытовыми и муниципальными стоками, в пяти пресноводных прудах. В некоторых сильно загрязнённых озёрах отсутствовали определённые виды диатомей, в то время как повышенный уровень питательных веществ увеличивал численность других видов. Учёные предлагают использовать Биологический индекс диатомей как простой биологический метод мониторинга качества воды, не требующий сложного химического анализа.

Быстрая урбанизация и экономическое развитие привели к неблагоприятным изменениям в гидрологии и экологии пресноводных систем, что наиболее остро ощущается в развивающихся странах. Учёные подчёркивают, что восстановление и защита пресноводных экосистем становятся всё важнее, но управление качеством воды требует надёжных долгосрочных данных о нём и о влиянии восстановительных работ. Кроме того, необходима информация о естественных, фоновых условиях в ненарушенных водоёмах, чтобы оценивать степень загрязнения и эффективность очистки.

Естественные изменения условий среды, такие как скорость течения, температура воды, содержание растворённого кислорода и пищевые ресурсы, напрямую контролируют динамику популяций водных организмов, формируя характерные биологические сообщества. Однако загрязнение и другая человеческая деятельность также значительно нарушают эти сообщества, что позволяет использовать их в качестве индикатора.

Диатомеи — важные участники первичной продукции в водных экосистемах, находящиеся в основании пищевой цепи. Это эукариотические водоросли, обычно одноклеточные, хотя они существуют и в виде нитчатых колоний, и они являются хорошими индикаторами экологической целостности. У них есть несколько преимуществ перед другими индикаторами.

Во-первых, они легко расселяются и могут заселять различные местообитания. Их относительно просто отбирать, и такой отбор оказывает незначительное воздействие на экосистему. Их "время отклика" на изменения условий среды находится между таковым у бактерий (меняются ежечасно) и более крупных беспозвоночных (меняются в течение месяцев). Наконец, диатомеи чувствительны к очень тонким изменениям условий среды и/или нарушениям, которые могут не затрагивать другие сообщества или затрагивать их лишь при более сильном воздействии.

Оценка мониторинга с использованием диатомей в пяти пресноводных водоёмах, проведённая командой, согласуется с результатами традиционных физико-химических анализов, выполненных параллельно. Диатомеи обычно лучше растут в незагрязнённых прудах и ручьях, и это предварительное исследование предполагает, что они могут быть полезны для биологического мониторинга уровня загрязнения и целостности экосистемы как в краткосрочной, так и потенциально в долгосрочной перспективе, после подтверждения сезонными исследованиями.