о методике гидробиологического анализа осадков резервуаров…

О МЕТОДИКЕ ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ОСАДКОВ РЕЗЕРВУАРОВ
ЧИСТОЙ ВОДЫ ВОДОПРОВОДНЫХ СТАНЦИЙ
Большакова В.А., Зайцева И.И.
(ЗАО "Центр исследования и контроля воды", г. Санкт-Петербург)
В системе водоснабжения резервуары чистой воды (РЧВ) используют как
регулирующие ёмкости при очистных сооружениях городских водопроводов, а также в
качестве запасных ёмкостей – пожарных или аварийных. Регулирующая и стратегическая
функции РЧВ позволяют обеспечить бесперебойную и надёжную работу системы городского
водоснабжения.
При длительном хранении питьевой воды в резервуаре без надлежащей циркуляции со
временем происходит накопление осадка на дне резервуара.
Как правило со временем осадок заиляется и заселяется различными
микроорганизмами и микроскопическими животными, которые попадают в РЧВ из
источников водоснабжения и при благоприятных условиях могут развиваться в заметных
количествах. Так же существует опасность появления и развития посторонней флоры и
фауны, не характерной для источников.
В качестве меры снижения численности микроскопических животных в питьевой воде
технологическими регламентами водопроводных станций предусмотрены периодические
остановки и санитарные обработки РЧВ.
Для оценки санитарного состояния РЧВ во время их остановки проводится
гидробиологический анализ осадка, который позволяет оценить обилие и качественный
состав флоры и фауны резервуара.
Основная задача, стоящая перед гидробиологами – выявление посторонней флоры и
фауны, нехарактерной для водоисточника и черезмерного развития того или иного вида
гидробионтов для оценки санитарного состояния резервуара.
Методика подготовки и обработки проб осадка для гидробиологического анализа
принципиально отличается от методики работы с водными пробами. До сих пор
существовала лишь единственная "Методика проведения гидробиологического анализа в
лабораториях водопроводных станций треста "Мосводопровод", выпущенная ещё в 1972
году. Методика ориентирована непосредственно на лаборатории водопроводных станций. По
этой методике на анализ осадка из резервуара чистой воды отбирается не менее пяти проб в
различных местах и ведётся просчёт каждой пробы на предмет содержания
микроскопических животных. Суть подготовки пробы сводится к тому, что 10 мл осадка
разводят в 3 – 4 литрах воды, перемешивают для разрушения крупных хлопьев осадка и
фильтруют через планктонную сетку № 65 – 70. Концентрат из сетки переносят в счётную
камеру и микроскопируют обычным порядком. Результат выражают числом организмов в 10
мл осадка с указанием класса и жизнеспособности организма. В пробах осадков, отобранных
на анализ содержания микроскопических животных, производят также качественный анализ
клеток водорослей. В случае применения метода люминесцентной микроскопии можно
оценить и жизнеспособность клеток.
Таким образом, названная методика на наш взгляд чрезвычайно трудоёмка, учитывая
большое количество проб осадка из одного резервуара и большую трудоёмкость
гидробиологического анализа. Процесс пробоподготовки, требующий разведения аликвоты
осадка в нескольких литрах воды может быть источником ошибок и потерь. Кроме того,
качественная оценка фитопланктона представляется нам недостаточной для сравнительной
оценки осадков РЧВ.
В связи с этим в 2009 году методика нами была доработана и усовершенствована. В
частности мы предлагаем:
1. проводить гидробиологический анализ усредненных проб (из двух или более
точек), так как для оценки санитарного состояния резервуара этой информации
достаточно;
2. промывать отобранную аликвоту осадка в специальной планктонной сетке без
предварительного разведения, не внося при этом дополнительной ошибки;
3. учёт фитопланктона проводить количественно по условной шкале.
В настоящее время методика существует в виде Технологической Инструкции ЗАО
"ЦИКВ" и по ней проводится гидробиологический анализ проб осадков РЧВ водопроводных
станций.
Согласно методике при анализе пробы осадка по показателю "зоопланктон"
проводится количественный учёт живых организмов и качественный учёт
нежизнеспособных, но целых животных т.к. целостность организма свидетельствует о том,
что его жизнеспособность была утрачена незадолго до взятия пробы. Численность живых
организмов указывается в пересчёте на килограмм сырого веса осадка (экз/кг осадка).
При анализе пробы осадка по показателю "фитопланктон" проводится
количественный учёт клеток водорослей с условно целым содержимым в камере Нажотта
(объёмом 0,01 мл), полученный результат оценивается по 4-х балльной шкале в зависимости
от обилия клеток водорослей в камере:
1. "отсутствие клеток водорослей в пробе";
2. "незначительное присутствие клеток водорослей в пробе" при численности до 100
клеток в просмотренной счётной камере;
3. "умеренное присутствие клеток водорослей в пробе" при численности от 101 до 300
клеток в просмотренной счётной камере;
4. "массовое присутствие клеток водорослей в пробе"при численности более 300 клеток
в просмотренной счётной камере.
Под клетками с условно целым содержимым понимают клетки с неповрежденными
оболочками, но с целыми или полуразрушенными протопластами (клеточное содержимое с
органеллами), т.е. условно жизнеспособными.
К настоящему времени по результатам гидробиологического анализа проб осадков РЧВ
мы имеем возможность выявить ряд закономерностей. Так, из анализа многолетних
материалов, полученных при исследовании проб осадков РЧВ, следует, что помимо
особенностей применяемой на сооружениях технологии, степень осадконакопления и состав
осадка в резервуарах в очень большой мере зависит от качества поступающей на сооружения
исходной воды. Так, в РЧВ, куда поступает вода из подземных источников, осадок состоит из
чистого песка различной степени зернистости, в котором практически отсутствуют
представители флоры и фауны.
На сооружениях водопроводных станций г. Санкт-Петербурга, где используется наземный
источник питьевого водоснабжения, осадки РЧВ состоят в основном из жидкого ила с
примесью песка и растительных остатков. При анализе таких осадков РЧВ по показателю
"зоопланктон" в некоторых пробах могут быть обнаружены живые микроскопические
организмы, которые могут попасть в резервуар из водоисточника. Среди них были
представители планктонных, обитающих в толще воды и бентосных – донных форм.
Наиболее часто в осадках РЧВ обнаруживали нематод и веслоногих ракообразных
(Cyclopoidea). Эпизодически -олигохет, остракод и личинок двукрылых насекомых
(Chyronomidae).
По типу питания подавляющее большинство названных организмов являются
детритофагами, т.е. питающимися детритом – мёртвым органическим веществом, главным
образом растительного происхождения. Именно способностью к такому типу питания
определяется видовой состав выживающих в РЧВ водных микроскопических животных.
Важной характеристикой состояния резервуаров является также физиологический статус
обнаруженных животных. Так если в осадках обнаружены живые самки веслоногих
ракообразных с яйцевыми мешками, то это свидетельствует о благоприятных условиях для
их развития и дальнейшего размножения.
При анализе осадков РЧВ водопроводных станций по показателю "фитопланктон" были
обнаружены виды водорослей, характерные для фитопланктона источника водоснабжения реки Невы. Основную массу составляли пустые или содержащие полуразрушенные
хроматофоры клетки диатомовых водорослей с большим индивидуальным объёмом и
прочными кремниевыми оболочками такие как: Aulacosеira, Asterionella, Tabellaria,
Stephanodiscus. В меньшей степени встречались мелкоклеточные синезелёные водоросли Aphanizomenon, Oscillatoria, Microcystis, Merismopedia и нитчатые желто-зеленые –
Tribonema.
Обобщая результаты последних лет исследований осадков РЧВ можно сказать, что живые
организмы были обнаружены в 37 % от общего числа исследованных проб.
Численность живых организмов составляла от 20 до 900 экземпляров в килограмме
сырого веса осадка. Более 60 % от общей численности живых организмов составляли
бентические детритофаги – нематоды и олигохеты, чуть более 30 % - планктонные
организмы, представленные веслоногими ракообразными.
Мелкоклеточные представители флоры – микроскопические водоросли были обнаружены
более, чем в 80 % исследованных проб. Их полное отсутствие было зарегистрировано в
осадках РЧВ, состоящих из песка различной степени зернистости.
Многолетние данные о характере осадка и его биологической составляющей для каждого
отдельно взятого РЧВ может служить надёжным источником информации для составления
графиков остановки РЧВ на санобработку и оказывать помощь технологам в регулировании
процессов водоочистки.