Микрофауна и структура хлопьев активного ила

1. Цель работы. Ознакомиться с микроскопическими животными активного ила и его структурой.

2. Основные положения. Микрофауна активного ила представлена в основном простейшими (одноклеточные животные) и коловратками. Реже в активном иле присутствуют черви, водные клещи и низшие рачки.

Простейшие делятся на несколько классов, которые подразделяются на подклассы, отряды, роды и виды. В активном иле встречаются представители трех классов простейших: сарповидные, жгутиковые и инфузории.

Класс сарповидных включает два подкласса: корненожки и солнечники. Подкласс корненожек включает два отряда: голые корненожки и раковинные корненожки.

К голым корненожкам относятся представители рода амеба и рода пеломикса.

Род амеба включает много видов, одни из которых развиваются при хорошей очистке (Amoeba radiosa, Amoeba proteus), другие – при плохой очистке сточных вод (Amoeba limax – см. рис. 2.1). В общем случае большое количество мелких амеб свидетельствует о низкой эффективности биологической очистки, а присутствие в небольшом количестве крупных амеб – показатель хорошей очистки.

Пеломикса отличается от обычных амеб большими размерами (до 2 мм) и широколопастными псевдоподобиями. При плохой очистке в активном иле иногда развивается Pelomyxa palustris (см. рис. 2.1).

У раковинных корненожек тело находится в домике, состоящем только из органического вещества, например род Pamphagus или пропитанного кремнием, железом, кальцием (у рода Arcella Pamphagus hyalinus (рис. 2.1) развивается при плохой очистке). Представители рода Arcella (Arcella discoides, Arcella vulgaris) обычно содержатся в хорошо работающих аэротенках.

Б

А

Рис. 2.1. Корненожки:

А – голые корненожки:

1 – Pelomyxa palustris; 2 – Amoeba limax; 3 – Amoeba proteus;

Б – раковинные корненожки:

4 – Pamphagus hyalinus;	5 – Arcella discoides;
6 – Arcella vulgaris;	7 – Сеntropyxis laevigata;
8 – Сеntropyxis aculeata

Жгутиковые разделяются на бесцветных и окрашенных (обычно зеленого цвета). Размер жгутиковых, как правило, не превышает 40¸50 мкм. В активных илах преобладают мелкие бесцветные жгутиковые родов Bodo и Oicomonas (рис. 2.2), имеющие размер 10¸25 мкм. Большое количество мелких жгутиковых указывает на плохую очистку сточных вод.

20 мкм

Рис.2.2. Жгутиковые:

А – род Bodo:

1 – Bodo globosus; 2 – Bodo edax; 3 – Bodo saltans; 4 – Bodo putrinus;

Б – род Oicomonas:

5 – Oicomonas socialis

 

Класс инфузорий делится на ресничные и сосущие инфузории. В зависимости от строения ресничного аппарата выделяют равноресничные, спиралересничные и кругоресничные инфузории.

У равноресничных инфузорий все тело (или большая его часть) покрыто ресничками, околоротовые реснички не имеют спирального расположения (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Равноресничные инфузории: 1 – Colpoda steini; 2 – Colpidium colpoda; 3 – Litonotus lamella; 4 – Сinetochilum margaritaceum; 5 – Paramecium caudatum

(30-45 мкм)

(120-330 мкм)

(60-90 мкм)

(20-40 мкм)

(90-120 мкм)

 

 

Спиралересничные инфузории имеют околоротовую спираль из ресничек. Из этого подкласса в активном иле широко распространены представители отряда брюхоресничных инфузорий, такие как Aspidisca, Oxytricha, Stylonichia, Euplotes (рис. 2.4).

(180-220 мкм)

(80-100 мкм)

(80 мкм)

(30-40 мкм)

(20-28 мкм)

Рис. 2.4. Спиралересничные инфузории:

1 – Aspidisca turrida;	2 – Aspidisca costata;
3 – Euplotes haron;	4 – Oxytricha pellionella;
5 – Stylonichia pustulata

Равноресничные и спиралересничные инфузории являются свободноплавающими. В отличие от них кругоресничные инфузории прикрепляются с помощью стебелька к хлопьям активного ила и ведут сидячий образ жизни (рис. 2.5). Кругоресничные инфузории, также как спиралересничные, загоняют пищу (бактерии) в ротовое отверстие за счет движения околоротовых ресничек.

(300-450 мкм)

(60 мкм)

(80-120 мкм)

(90-110 мкм)

(60-120 мкм)

(60-110 мкм)

Рис. 2.5. Кругоресничные инфузории:

1 – Vorticella microstoma;	2 – Vorticella convalaria;
3 – Carchesium spectabile;	4 – Epistylis plicatilis;
5 – Opercularia coarctata;	6 – Opercularia glomerata

Сосущие инфузории не имеют ресничек. Они крепятся к хлопьям ила с помощью щупалец, внутри которых проходит канал, и высасывают пищу из хлопьев. Некоторые сосущие инфузории показаны на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Сосущие инфузории (размер 10¸28 мкм):

1 – Tokophrya lemnarum; 2 – Acineta flava; 3 – Podophrya fixa

 

Коловратки относятся к многоклеточным микроскопическим животным. Тело коловратки состоит из трех отделов: грудь (туловище), покрытая панцирем, голова с коловращательным аппаратом, нога, служащая для прикрепления к хлопьям ила. В активном иле наиболее часто встречаются свободноплавающие формы коловраток, такие как Philodina roseola, Cathypha luna, Notommata ansata (рис. 2.7).

(200 мкм)

(200 мкм)

(200 мкм)

Рис. 2.7. Коловратки:

1 – Philodina roseola; 2 – Cathypna luna; 3 – Notommata ansata

 

При наличии в аэротенке застойных зон в активном иле могут появиться черви, в частности, круглые черви (нематоды) и малощетинковые кольчатые черви (олигохеты). У нематод (рис. 2.8) тело гладкое, круглое, суженное на обоих концах. Один конец тела является головным, в центре головного конца расположено ротовое отверстие, вокруг которого имеются подвижные губы, снабженные сосочками и щетинками. Тело олигохет состоит из сегментов и снабжено щетинками (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Черви:

1 – круглый червь Nematoda (размер до 5¸10 мм);

2 – малощетинковый червь Aelosoma (размер до 10¸20 мм)

 

Хлопья активного ила (рис. 2.9) образуются в результате биофлокуляции бактерий. В перемешиваемой среде (аэротенке) хлопья ила являются динамическими структурами: крупные хлопья разрушаются в турбулентном жидкостном потоке, мелкие хлопья при соударении слипаются в более крупные. Обычно размер хлопьев находится в диапазоне 10¸200 мкм, но при слабом перемешивании хлопья быстро укрупняются, достигая размеров 1¸5 мм.

Рис. 2.9. Хлопья активного ила под микроскопом при увеличении в 200 раз [2, c. 166]

Хлопья (флокулы) активного ила состоят из микроорганизмов, органических и неорганических частиц. Наличие плотных флокул правильной формы, содержащих простейшие, указывает на здоровое состояние биомассы. При ингибировании или других нарушениях режима простейшие погибают одновременно с разрушением структуры хлопьев. Нитчатые бактерии (на рис. 2.9 не видны) понижают осаждаемость флокул и их способность концентрироваться.

 

Задание.

1. Приготовить и промикроскопировать прижизненный препарат активного ила, идентифицировав встречающихся микроскопических животных и зарисовав их с указанием размеров.

2. Зарисовать типичные хлопья активного ила, оценить средний размер хлопьев и их структуру (компактные, рыхлые).

 

Ход работы.

1. Собрать и настроить микроскоп. Приготовить прижизненный препарат активного ила. Просмотреть препарат при увеличении 120 (объектив 8, окуляр 15). Для идентификации простейших и других микроскопических животных использовать рис. 2.1-2.8 (идентификация проводится по внешнему виду). Перед переходом на увеличение 600 (объектив 40, окуляр 15) необходимо предварительно размещать исследуемый объект в центре поля зрения. Размер микроорганизмов определить визуально, исходя из масштаба, например при увеличении 600: 1 см (визуально) – 20 мкм.

2. Определение среднего размера хлопьев выполнить при увеличении 120, используя масштаб: 1 см (визуально) – 100 мкм. Структуру хлопьев установить при увеличении 600, зарисовав типичные хлопья.

Лабораторная работа №3