Среди особых преимуществ биологических методов следует отметить то, что они позволяют фиксировать негативные изменения в природной среде при низких концентрациях загрязняющих веществ. Использование биоиндикаторов позволяет:
- обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений;
- проследить динамику изменений в окружающей среде;
- определить степень вредности тех или иных веществ для живой природы, в частности для человека;
- составить прогноз дальнейшего развития экосистемы.
К чувствительным биоиндикаторам можно отнести лишайники, мхи, почвенные и водные микроорганизмы (водоросли, бактерии, микрогрибы). В роли биоиндикаторов могут быть использованы пыльца растений, хвоя сосны обыкновенной и др. Среди животных также выделяются группы организмов, положительно или отрицательно реагирующие на различные формы антропогенной нагрузки на среду (ракообразные, хирономиды, моллюски, личинки ручейников, поденок, веснянок и др.).
Среди организмов-биоиндикаторов нельзя не отметить вклад высшей водной растительности в процесс индикации тяжёлых металлов. Способность к аккумуляции тяжёлых металлов среди водной растительности проявляют сальвиния плавающая, рдест пронизаннолистый, рдест блестящий, рдест узловатый, многокоренник обыкновенный и др. Водные растения также являются индикаторами органического загрязнения и эвтрофирования водных объектов.
Среди водных животных в качестве тест-объектов при биотестировании получили ракообразные, в частности Daphnia Magna (рис. 1). С помощью этих водных организмов были проведены исследования качества сточных вод завода по переработке семян подсолнечника в г. Донецке на разных стадиях их очистки. Результаты исследований приведены в табл. 1.
Рисунок 1 - Daphnia Magna
Таблица 1 - Исследования качества сточных вод на заводе по переработке семян подсолнечника в г. Донецке (2003 - 2005 гг.)
| Показатели качества воды |
Вход на очистные сооружения |
Вход на биоплато |
Выход с биоплато |
Эффективность очистки, % |
| pH |
5,2 |
7,4 |
7,6 |
- |
| Взвешенные вещества, мг/дм3 |
143,5 |
60,5 |
15,5 |
67,0 |
| БПК5, мг О2/дм3 |
538,0 |
16,0 |
6,2 |
71,5 |
| ХПК, мг О2/дм3 |
914,9 |
96,0 |
30,0 |
70,0 |
| Ион аммония мг/дм3 |
46,39 |
5,50 |
0,40 |
93,5 |
| Нитраты, мг/дм3 |
1,3 |
7,8 |
4,5 |
43,5 |
| Нитриты, мг/дм3 |
0,28 |
0,36 |
0,10 |
72,0 |
| Растворённые ортофосфаты, мг/дм3 |
7,7 |
5,5 |
2,5 |
48,5 |
| Железо общее, мг/дм3 |
1,7 |
0,5 |
0,3 |
45,0 |
| Нефтепродукты и масла, мг/дм3 |
34,0 |
1,5 |
0,3 |
75,0 |
| Токсичность для Daphnia magna |
Острая |
Хроническая |
Отсутствует |
- |
Результаты исследования по определению качества сточных вод показали, что сточные воды, прошедшие весь технологический процесс очистки, не выявляют отрицательного влияния на жизнеспособность тест-организмов даже в хроническом эксперименте (на протяжении месяца наблюдений).
Таким образом, методы биотестирования можно использовать для определения качества очистки сточных вод после каждой стадии и достаточность очистки в целом.