Методика проведения технологического контроля работы сооружений по очистке сточных вод (стр. 27 )

Белсенді лайдың микрофауналарын зерттеу үшін жабық шыны астындағы немесе сәулелі, фазовоконтрастылық, микроскоптық есептердегі камералардың «тірі» әдісі кеңінен пайдаланылады.

Тазартылған суды талдау кезінде сынаманың қоюлануы үшін центрифугирлеуді қолданады, №6 мембранды сүзгі арқылы тұндыру немесе сүзу (көлемі пор 2–5 мкм) жұмысы жүргізіледі. Жаңа лайдың бір тамшысын шыныға тамызады, жабынды шынымен жабады және микроскоппен қарайды. Организмдердің түрлері мен олардың физиологиялық жай-күйін айқындай отырып, лайдың құрылымын, зоогленің сипатын белгілей отырып, 5–10 тамшыға дейін қарау, минеральдық және органикалық бөліктерді, талшықтарды және басқаларды қосу ұсынылады.

Шайқалған сынамаларды микроскоппен қарау кезінде (бастапқыда аз мөлшерде) үлпектің құрылысын (тығыздығы, борпылдақтығы, мөлдірлігі), лай үлпектерінің біртектілігі мен абиосестондармен және бөгде ендірмелермен бітелгіштігі белгіленеді. Тығындарда болатын детритті қосындылардың көп мөлшерінің келуі: бастапқы тұндырғыштардың жұмысындағы бұзушылықтар туралы (өлшенген заттардың артығын шығарып тастау); артық белсенді лайдың тазартылған құрылыстарына түсуі туралы; лай тығыздалғаннан кейін минерализатордың немесе лай судың одан кейінгі төмен сапасына сарқынды судың түсуі туралы; шөгінділерді өңдеу цехынан кейін фугаттың түсуі туралы; сарқынды суларды механикалық тазарту дәрежесіне арналған жойылуы қиын арнаулы өнеркәсіптік ластаушы заттардың болуы туралы куәландыра алады. Бірақ, егер құрылыстың жүктелімі шамалы болса, тазарту сапасы жоғары болады, ал белсенді лайдың индексі тазартылған сұйықтықтың лай массасынан жақсы бөлінуін қамтамасыз етеді, онда детритті енгізілімдердің кейбір мөлшерлерінің келуі елеулі кері әсерін тигізбейді.

Белсенді лай организмдерінің функциональдық ерекшеліктерін нақтылаудағы бірқатар жағдайларда, олардың көлемдерін айқындау қажет. Организмдерді өлшеу масштабты сызғышпен объект-микрометр арқылы окуляр-микрометрдің көмегімен жүргізіледі. Окуляр-микрометрді пайдалана отырып, микроскоп орналастырылған столикке объект-микрометр кедергі келтіреді және, қаттылыққа (аса күңгірттенуге) жеткізіп, окуляр-микрометрді объект-микрометрдің сызғышына бөлу санын салыстырады және окуляр-микрометрдің бөлу бағасын есептейді (окуляр-микрометрдің бір бөлігінің абсолютті мәні), одан кейін оларды микроскоп арқылы тікелей бақылау кезінде организмдерге өлшеу жүргізуге болады.

Егер белсенді лайдың арнаулы физиологиялық ерекшеліктері бар болса, организмдердің жай-күйін (кірпіктердің жылжымалылығы, организмдердің өзгеруі, мінез-құлықтың ерекшеліктері, бояу, тағамдық вакуолдердің болуы, колониялар мен агрегаттардың пайда болуы, көбейту фазалары) белгілейді. Аса ірі организмдердегі құрттарды, өзгергіштікті тексеру кезінде лайдың сынамасын Петри құтысына орналастыра отырып, МБС стереоскопиялық 12,5 окуляры бар микроскопты қолданады,.

Бекіту және қарапайым белсенді лайды бояу. Организмдердің ішкі құрылысын қарау кезінде оларды бекіту немесе наркоздың көмегімен қозғалмайтын етуге болады. Әдетте бекіту үшін этанол (жабылған шыныда 1–2 тамшы), 4–10%-тік суда ерітілген формалин пайдаланылады. Бұл препараттардың мөлшерін арттырған жағдайда, организмдер қатты өзгереді, яғни жирылады.

1%-тік суда еритын никель сульфаты өзгергіш наркоз үшін пайдаланылады. Құрттар мен коловратоктардың таралуын тоқтатуға немесе азайтуға болады және глицеринді пайдалануға болады. Белгіленген шыныға тірі коловраткалары бар судың мөлшермен бір тамшысына глицерин қосады, булайтын инемен сұйықтықты мұқият араластырады және жабынды шынымен микроскоп арқылы қарайды. Глицериннің мөлшерін процедураны екі-үш мәрте қайталағаннан кейін айқындайды.

Ұсақ талшықтасушы Люголя сұйықтығы ретінде тіркеледі және қарама-қарсы болады. Глицериндегі Люголя ерітіндіс кристалдық йод келісінде түю арқылы және тазартылған су және аз мөлшерде глицерин қосылған йодты калий арқылы, 100 см3. көлеміне дейін ақырындап жеткізе отырып дайындалады. Талшықтасушы, сондай-ақ 0,1%-тік сірке қышқылының ерітіндісінде тіркеледі. Бірақ, талшықтасушылардың жұқа қабығы фиксаторларды қолдануды шектейді, олардың көпшілігі осы организмдердің жасушаларын тез бұзады, ал ұсақ флагелляттың қозғалыссыз нысандарының сәйкестендірілуі қиын. Талшықтасушылар новокаиннің 2%-тік су ерітіндісінде есірткіге айналдыруға болады (ампульды препараттар дәріханадан сатып алынады).

Қарапайымдылықтағы тамаша жылжымаушылық іс-әрекеті медициналық препарат тизерцин қызмет көрсетеді (тазартылған судағы 10%-тік ерітінді), оған жабық шыныға тікелей 1–2 тамшы қосады. Ол жақсы есірткіге айналады және организмді бұзбайды.

Белсенді лайдың шоғырлануы мен сынаманы сақтау үшін Утермеле (100 см3 - ге 3 тамшы фиксатор) сұйықтығы пайдаланылады. Сынаманы сақтауға қандай да түрлердің айқындалуын нақтылау үшін ғана жол беріледі, бірақ белсенді лай биоцеонзының жай-күйі туралы гидробиологиялық қорытынды үшін ғана емес.

Белсенді лайдың препараттарын бояуды олардың тектік және түрлік тиесілілігін нақтылау үшін өндіру қажет. Ұсақ талшықтасушылардың санлық есептерін айқындлау кезінде барынша қиындық туындайды, өйткені олар белсенді лайда айтарлықтай көп, бірақ, олардың желілік мөлшері мен белсенді қозғалысы көбінесе оларды жеткілікті дәрежеде дәлдікпен есеп жүргізуге мүмкіндік береді. Сондықтан оларды қарама-қайшы ету үшін витальдық бояғыштар пайдаланған жақсы: бейтарап қызыл 0,1%-тік су ерітіндісі (өсімдіктің талшықтасушылары), метильді көк (малдың талшықтасушылары). Талшықтасушылардың барлық түрлерін бояу кезінде витальдық люминесцентті акридинді қызғылт сары (люминесцентті микроскоп пайдаланылады) бояғыш жақсы нәтиже берді.

Акридинді қызғылт сары бояғышты цитоплазмалар талшықтасушыларды өмірлік бояу үшін ғана емес, ядер цилиат, балдырлар хроматофорларды және жіп тәрізді хламидобактериялардың қабықтарын, олардың трихомдық құрылымы анықталған жағдайда, (фото 1–3) бояу үшін қолдануға болады. Акридинді қызғылт сары ядр (ДНК) жасыл түске, нуклеин қышқылы (РНК) дәндер мен цитоплазмаларды – қызылға боялйы. Акридинді қызғылт сары ерітіндісі тікелей бояр алдында дайындалады (сақтауға болмайды): ол 10 см3 мөлшердегі стерильді тазартылған суда 3 мг акридинді қызғылт сары қосылады, мұқият араластырылады, одан кейін 1 см3 дайындалған ерітіндіге 100 см3 лай қоспасы енгізіледі және мұқият араластырылады. Бояғыш артық болған жағдайда, препараттарды қайта бояу қауіпсіздігіне назар аударған жөн. Мұндай жағдайда макронуклеус анық берілмейді, және препараттың артық сәуле шашуы организмдердің барлық таксономикалық топтарын қиындыққа соқтырады. Бояу техникасы 10–12 минутты алады.

Акридинді қызғылт сары, сондай-ақ (боялған сол бір сынамаларда) тазартудың әртүрлі кезеңдерінде балдырлардың функциональдық жай-күйін бағалау үшін пайдаланылады, яғни ол микробалдырлардың тірі жасушаларын ашық қызыл түске бояйды, ал қызғылт сары – күлгін люминесценция балдырларда фотосинтездің қыспаққа түскен процесінде пайда болады.

Флагелляттың ширатылған жібі Утермеле сұйықтығында немесе йод ерітіндісінде (йодтың 0,3%-тік судағы немесе 1%-тік спирт ерітіндісінде) жақсы көрінеді. Талшықтасығыштардың көз алдыңда қалуы үшін микроскоп арқылы бақылай отырып, жабылған шыны астында сүзілген қағаз жолағының көмегімен тартады.

Инфузория ядросын бояу қажет болған кезде соңғыларын бір мезгілде белгілей отырып, бояуда метиль-грин-сірке қышқылы әдісі пайдаланылады. Бояу үшін тазартылған суда (100 см3 тазартылған суға 0,5 г жасыл метиль) жасыл метиль ерітіндісі дайындалады. Алынған ерітінді 2–3 тәулік хлороформмен бөліп алынады, хлороформның боялған қабаты боялған орын қанық боялғанға дейін бірнеше рет төгіледі. Тұндырылған су ерітіндісіне 1 см3 мұзды сірке қышқылы қосылады.

Кірпіктік аппаратты кірпіктік инфузориямен бояу үшін азот-қышқылы күмісінің 2%-тік су ерітіндісін пайдалана отырып, аса күрделі күміс техника қолданылады

Есептеу кезінде 24х24 мм жабылған шыны пайдаланылады. Әрбір 40 көзқарас бойынша 2–3 тамшы қаралады, оның үстіне препарат ирек тәрізді жүргізіледі, өйткені материал іс жүзінде толық қаралады. Есеп 5х10 немесе 10х10 көбейту кезінде жүргізіледі. Есеп барлық кездесетін организмдерге тән.

Сондай-ақ гидробионттардың санын онбалдық алты қатарлы шкала б (9.2.-кесте) бойынша айқындауға болады. Бұл ретте микроорганизмдердің салыстырмалы саны алдыңғы әдіске ұқсас есептеу техникасы кезінде айқындалады.

9.1. –кесте. Организмдер кездесуінің шартты балдары

Кездесу жиілігі	Кездесу жиілігінің (балдарының) сандық белгілері
жекедара	1
Аз	2
тәртіпті	3
көп	4
масса	5

9.2. –кесте. Организмдердің кездесу жиілігі

Кездесу жиілігі	Бір түр даналарының саны	Кездесу жиілігінің (балдарының) сандық белгілері
өте сирек	1	1
Сирек	1–3	2
сирек емес	4–10	3
жиі	10–20	5
өте жиі	20–40	7
масса	40–100	9

Ең дәл әдіс – микроорганизмдердің лай қоспасы көлемінің бірліктегі абсолютті санын айқындау (белсенді лайдың құрғақ салмағын қайта есептеу). Мұндай есептің басымдығы, жекелеген түрлер кездесуінің абсолютті жиілігін, сондықтан да тазарту процестері туралы аса дәл тұжырымдар алатындығымызға негізделеді.

Горяева, Кольквитца, Нажотта және басқалардың есептеу камераларын пайдаланып, дәл нәтижелер алуға болады. Камераны жабынды шынымен жабады және оны интерфенцияның құбылмалы сақинасы пайда болғанға дейін сүртеді, бұл шынының жеткілікті түрде сүртілгендігі болып табылады. Мұқият араластырылған лай қоспасының едәуір бөлігін тамшылатқышпен алады және оны жабынды шынының төменгі және жоғарғы шетіне камераны толтыра отырып тамызады, оған ауаның көпіршігі, лай қоспасының артығының кірмеуі үшін камераның канавкалары арқылы тығыздайды. Камераның қиғаш сызық немесе тұтастай барлық шаршылары бойынша (егер организмдердің саны болмашы болса) қаралады. Есептеу 100 және 200 есе өскен кезде. МБИ немесе МБР микроскоптарымен жүргізіледі.

Әрбір сынаманың 3-ші камераларында ең аз дегенде барлық түрлер, кейіннен орташа арифметикалықты шегере отырып, есептеледі. Әрбір түрдің санын есептеу мынадай формула бойынша жүргізіледі:

,

мұндағы N – белгілі бір түр организмдерінің саны, дана/см3; n – камера торы секторынан табылған осы организмдердің саны, дана; S – тор секторының алаңы, мм2; h – есептеу камерасының тереңдігі, мм; 1000 – қайта есептеу коэффициенті см3-дегі мм3 .

Бұдан кейін есептелген организмдердің 1 см3 саны белсенді лайдағы құрғақ заттардың грамына қайта есептеу жүргізу қажет.

Есептеу камералары болмаған жағдайда «калибрленген тамшы» әдісін пайдалануға болады. Микропипеткамен мұқият араластырылған лай қоспасының 0,1 см3 алады, оның бір тамшысын заттық шыныға тамызады және 24х24 мм жабынды шынымен жабады. Кем дегенде 3 осындай препараттарды қарау қажет. Әрбір препаратта қиғаштығы бойынша 10 көз алдындағыны қарайды (өсуі 10х10). Гидробионттардың 30 көз алдындағы санын есептегеннен кейін (10 үш шыны астында) 1 көзқарас үшін орташа арифметикалық болады. 1 см3 –дегі организдердің саны мынадай формула бойынша анықталады:

мұндағы D - организмдердің саны, дана/см3; d – көз алдындағы организмдердің саны (қаралған көзқа алдындағы орташа арифметикалық), дана; pr2 – объективтің көз алдындағы алаңы (r объект-микромердің сызғышы арқылы айқындалады), мм2; S – шынымен жабылған алаң, мм2 (24х24); V – алынған, тамшының көлемі, см3 (0,1 см3).

Егер тұтастай лай қоспасының (барлық көз алдындағы) тамшысы есептеледі, онда лайдың әрбір табылған түрінің ерекше тығыздығы есептеледі r, мың дана/г, мынадай формула бойынша:

есептеледі.

мұндағы n – белгілі бір организмнің саны, дана; - лайдың салмағы бойынша мөлшері, г/ дм3; V - 0,1 см3.-ге тең алынған тамшының көлемі.

Ірі организмдерді есептеу үшін (құрттар, су кенелері, жайбасарлар) стереоскоптық 13 окуляры бар МБС-1 микроскоп қолданылады. Дәл калибрленген сұйықтық көлемі 10 см3 ге дейін өседі. Есептеу Петри құтысында (диаметрі 9 см-ге жуық) түбіне тең (судың қабаты 1,5 см). Осы көлемдегі барлық организмдер ескеріледі, содан кейін 1 см3 - ге қайта саналады. Сондай-ақ организмдердің саны белсенді лайдың құрғақ салмағын анықтағаннан кейін лайдың құрғақ затының 1г.-на арналған даналармен көрсетілуі тиіс.

калибрленген тамшыны есептеудің көпсатылы әдісін ұсынды, ол шамалы қысқартуларымен және мысалдарымен төменде келтірілген. Есептеу үш кезеңде жүзеге асырылады, бірақ жедел бақылау үшін алғашқы екеуін шектеуге болады.

I кезең. 100 өсу пайдаланылады. Заттық шыныдағы калибрленген тамшы микротамшылатқышпен тамызылады (көлемі 0,01 см3) алдын ала жақсы араластырылған лай қоспасы мен 9х9 мм, жабынды шынымен жабылады, мұндай шыны 18х18 мм төрт тең сағатқа арналған стандартты жабынды шыныны кесіп алады. Препарат препарат жүргізушіге бекітіледі. Жабынды шынының сол жақтағы жоғарғы бұрышынан бастап, бүкіл препарат қаралады, солдан оңға қарай аяғына дейін абайлап араластырылған, содан кейін бір көз алдындағы төмен және оңнан солға алынады. Бір де бір көз алдындағы көріністі өткізіп алмау үшін мұқият қадағалап отыру қажет.

II экезең. 70-ші өсу пайдаланылады. Заттық шыныға көлемі 0,1 см3 жақсы араластырылған лай қоспасының тамшысы тамызылады және 24х24 жабынды шынымен жабылады. Сондай-ақ бірінші кезеңдегі сияқты, көз алдындағының барлығы бірі қалмастан қаралады. Бірінші кезеңде кездеспеген организмдер ғана есептеледі.

III кезең. 100-ші өсу пайдаланылады. Кішкентай шыны сауыттың түбінен шөкекен лайдың еркін көлемін тамшылатқышпен алады және екі заттық шынылардың арасында қысады. Лай өте ағыл-тегіл мол болғандықтан үлкен препарат алынады. Жекедара кездесетін организмдер ескеріледі.

Алынған нәтижелерді лайдың г/дм3 мөлшеріне және саналған көлемге см3 бөлген жөн.

Мысалы, 1 кезеңде лайдың мөлшері - 2 г/дм3 8 ұсақ талшықтар табылды, 0,01 см3, тамшы есептелді, яғни:

8 : 2 : 0,01 = 400 мың дана/г.

II кезеңде 10 сувоек табылды, яғни:

10 : 2 : 0,1 = 50 мың дана/г.

Сөйтіп, белсенді лайдың 1 г құрғақ затына арналған мыңдаған даналарда көрсетілген арнаулы тығыздық айқындалады.

1. Шеннон индексі. Әртүрлі көріністі индексінің шамасы екі фактордан: биоценозды құрайтын сандардан және жекелеген түрлердің арасындағы сандарды бөлуден тұрады. Әртүрлі көріністі индекс жоғары болғанша, тазартылған сарқынды сулар сапасының жақсара түсуі, ал индекс қаншама көп болса, және әртүрлі көріністер санының арасында бірдей бөлгенше, соншама көп түрлер биоценоздың құрамына кіреді

Көріністі әртүрлілік түрлердің қарапайым санына қарағанға, тазартудың ағатын процесс сапасының аса көрнекті көрінісі болып табылады.

Көріністі әртүрлілікті есептеу үшін мынадай формула бойынша есептелетін Шеннонның индексі жиі қолданылады:

мұндағы H - көріністі әртүрлілік индексі; - қоғамдастықтағы i-ші түрдің үлесі; xi - i-нің түріне жататын ерекше сан; x - сынамадағы ерекше жалпы сан; n – сынамдағы түрлердің саны.

Шеннон индексіне арналған формула «минус» белгісінен басталады, жағымсыз шамалардыдың жағымды болуы үшін логарифмдеу кезінде алынған.

Көріністі әртүрлілік индексін есептеу кезінде гидробиологиялық зерттеудің негізінде есептік кестені (9.4-кестені) «қолмен» толтыру қажет, оның бірінші бағанында таксондардың і нөмірі (атауы) ұсынылады. Екіншісінде - xi – әрбір таксонға жататын ерекше сан. Біздің мысалымызда 13 түрлер саны, ал ерекшелердің жалпы саны - екінші баған мәндерінің сомасы x = 32348 (9.3-кесте). Үшінші бағанда (9.4-кесте) pi қоғамдастықтағы i-түрінің үлесі есептеледі .

Келесі кезеңде (төртінші баған) pi,-дан қарама-қарсы белгімен –lg pi алынған оныншы логарифм есептеледі. Соңғы бағандар үшінші және төртінші бағандар мәндерінің –pi lg pi туындысы енгізіледі. Одан кейін соңғы баған санының сомасы айқындалады. Мұндай жағдайда:

9.3.-кесте Гидробиологиялық талдаудың нәтижелері және белсенді лай организмдерінің (мысал) саны

Таксондар	Құрғақ тлайдың, грамға арналған организмдерінің саны, даналары
Sphaerotilus sp.	13723±234
Beggiatoa sp.	292±34
Z. uva	219
Bodo globosus	73±17
Pamphagus hyalinum	16200±254
Opercularia microdiscum	219
Vorticella microstoma	145±24
munis	601±49
V. nutans	73±17
V. alba	219±29
Aspidisca costata	292±34
Litonotus carinatus	146±24
Coleps hirtus	146±24
Түрлердің саны	13
Организмдердің саны	32348

Бұдан әрі ондаған логарифмдерден қосарласқан өту жүзеге асырылады. Бұл үшін табылған мәнді ондаған логарифмге 2: lg2@0,30103 бөледі. Біздің мысалда: