Водна мікробіологія, або мікробіологія водойм, як самостійна галузь гідробіології викристалізувалася в середині XX століття завдяки зусиллям і успіхам таких відомих дослідників як М. Г. Холодний, Л. Й. Рубенчик, А. Г. Родіна, С. І. Кузнецов, О. Є. Крісс, Г. Г. Вінберг, К. В. Горбунов та їх учнів.

Предметом досліджень цієї науки є мікроорганізми води і донних від-кладень поверхневих і підземних прісних, солонуватих та солоних водо-йм природного та штучного походження, які використовуються людиною . для забезпечення потреб водопостачання, рибництва, зрошування, енергетики, пароплавства, а також в лікувальних та рекреаційних цілях.

Тому сучасний етап розвитку мікробіології характеризується поєднанням кла-сичних, раніш апробованих підходів з розробкою нової стратегії поглиб-леного вивчення мікробної системи водойм на позаклітинному, клітин-ному, популяційному та ценотичному рівнях. Це дасть можливість одержати нові дані щодо закономірностей якісного і кількісного складу мікробних угруповань, їх взаємодії з іншими представниками біоти, біо-хімічної активності і ролі мікроорганізмів у процесах самоочищення во-дойм, покращення їх санітарного стану і органолептичних показників води.

Доцільність підготовки цього видання зумовлена відсутністю вітчиз-няних підручників з водної мікробіології і тим, що основні посібники цієї галузі були видані 20-50 років тому і стали біб-ліографічною рідкістю. До книги включені класичні методи, методики, розроблені або модифіковані авторами видання впродовж багаторічних власних досліджень, а також розробки інших фахівців, опубліковані в періодичних виданнях і монографіях.

Автор має надію, що ця книга стане у нагоді для підготовки фахі-вців в галузях гідробіології, екології, водної і санітарної мікробіології, рибництва, а також при плануванні і проведенні системних моніторинго-вих досліджень на водоймах, з метою розробки стратегії їх оздоровлення, збереження і раціонального використання.

Біохімічна активність мікроорганізмів води

Активність процесу амоніфікації. Процес амоніфікації є показни-ком інтенсивності мінералізації органічних речовин. Істинна актив-ність амоніфакації визначається за різницею вмісту аміачного азоту у воді на час проведення дослідів (контроль) і в ізольованій пробі води, витриманій у водоймі протягом 3 діб. Проба води з кожної окремої водойми повинна бути профільтрована через складений удвічі густий капроновий газ для можливо повного звільнення від фіто- і зоопланктону.

Активність процесу нітрифікації. Відомо, що нітрифікація є двохстадійним процесом і може бути істотним джерелом поповнення запасів азоту у водоймах. У той же час, завдяки фізіологічним особли-востям мікроорганізмів-збудників, активність процесів нітрифікації тісно пов'язана з екологічними умовами водойм і їхнім забрудненням. Перша фаза нітрифікації — окислювання аміачного азоту, у результаті чого в середовищі підвищується вміст нітритів (солей азотистої кис-лоти). Друга фаза нітрифікації — це процес окислювання нітритів у нітрати (солі азотної кислоти). Як правило, у сильно забруднених во-доймах і в деяких рибоводних ставках, протягом вегетаційного сезону спостерігається зниження інтенсивності процесів нітрифікації, а най-частіше і повне їх згасання.

Нітрити, що накопичуються в результаті мікробіологічного окис-лювання, можуть переходити в нітрати мікробіологічним чи хімічним шляхом, а також частково використовуватися водоростями й іншими представниками біоти. Тому при вивченні активності бактеріальної нітрифікації у водній товщі водойм можна обмежитися лише визна-ченням інтенсивності першої фази. При цьому проби відбирають і об-робляють так само, як і у випадку визначення активності амоніфікації. Як "енергетичну" речовину при визначенні потенційної актив-ності процесу нітрифікації використовують сірчанокислий амоній (NH4)2SO4. Наважки цієї речовини можуть бути приготовлені заздалегідь і зберігатися протягом тривалого часу.

Активність процесу денітрифікації. Денітрифікація — це процеси відновлення нітратного азоту до аміаку, а найчастіше і до газоподіб-ного азоту, у результаті чого запаси цього біогенного елементу значно зменшуються. Денітрифікація є комплексним процесом, що виклика-ється як специфічними мікроорганізмами (пряма денітрифікація), так і бактеріями, що побічно беруть участь у цих процесах (непряма деніт-рифікація). При забрудненні водойм, в них значно посилюються про-цеси денітрифікації, що вкрай небажано. Вивчення потенційної денітрифікуючої активності бактеріопланктону й аналіз отриманих резуль-татів дозволяють оцінити інтенсивність і спрямованість цих процесів і у водоймах. Як правило, ці дослідження проводять паралельно з ви-значенням активності процесів амоніфікації і нітрифікації. Як "енергетичну" речовину при вивченні потенційної активності процесу денітрифікації у воді використовують калійну (KNO3) чи натронну (NaNO3) селітру.

Активність розчинення фосфатів. Цей процес відображає одну зі сторін круговороту фосфору. У рибоводних водоймах він сприяє пе-реведенню нерозчинних сполук фосфору, внесених з мінеральними добривами, у розчинений стан і, таким чином, робить його доступним для водоростей та інших мікроорганізмів.

Істинна фосфатрозчинна активність бактеріопланктону визначаєть-ся за різницею вмісту фосфатних іонів у ставковій воді в момент по-становки досліду (контроль) і в ізольованій пробі ставкової води, зві-льненої від фіто- і зоопланктону, витриманій у водоймі протягом 3-х діб, і виражається в мг/л Р.

Потенційна фосфатрозчинну активність бактеріпланктону визнача-ється за різницею вмісту фосфатів у воді, збагаченій "енергетичною" речовиною, витриманій у водоймі протягом 3-х діб, й істинною фосфатрозчинною активністю і виражається в мг Р на 1 г "енергетичної речовини" в 1 л води. Як "енергетичну речовину" використовують трикальційфосфат [Са3(РО4)2]. Можна використовувати і 35%-ний су-перфосфат. Усі визначення концентрації іонів фосфору виконуються колориметричним способом при червоному світлофільтрі. При цьому до 50 мл фільтрату додають 5 крапель розчину хлорного олова і 1 мл молібденовокислого амонію. Розрахунки роблять за калібрувальною кривою. При остаточних розрахунках враховують ступінь розведення проб.

Активність мінералізації фосфатів. Цей процес сприяє звільненню фосфатів з органічних сполук і призводить до збільшення запасів мінерального фосфору, що засвоюється мікроорганізмами, фітопланк-тоном