Способ оперативной биоиндикации

Способ оперативной биоиндикации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области экологии и охране окружающей среды и может быть использовано для непрерывного биологического контроля и оперативной биоиндикации для повышения оперативности и достоверности оценки изменений окружающей среды, в том числе индикации загрязнения природных вод в режиме реального времени.

Используемые в настоящее время микробиологические, биохимические, физиологические и иные известные лабораторные индикаторы не подходят для целей оперативного биологического контроля, поскольку они обладают определенной инерцией (от нескольких суток до месяцев), как и традиционный биомониторинг (от 1 до нескольких лет). Их запаздывание по отношению к загрязнению обусловлено как временем, затрачиваемым на отбор проб и/или проведение экспериментов, так и неизбежным отставанием этих показателей от изменения ситуации.

Известно, что поведение прикрепленных (седентарных) двустворчатых моллюсков определяется, главным образом, движением (ритмом открытия и закрытия) створок их раковин. В нормальных условиях створки открыты большую часть времени для обеспечения непрерывного питания и поглощения кислорода из воды. Реагируя на загрязнение воды или другие ухудшения ее качества, моллюски первоначально закрывают раковины, потом изменяются характер (pattern) их поведения, ритм чередования периодов закрытых и открытых створок. Поведение двустворчатых моллюсков является пока единственным функциональным показателем (помимо роста), который может непрерывно регистрироваться в природных условиях. Основным параметром поведения моллюсков является уровень раскрытия створок (УРС). УРС часто единственный параметр, используемый в настоящее время за рубежом в on-line контроле качества прибрежных и пресных вод. Известны также метод и аппарат для биомониторинга водной среды (патенты WO 9514925, FR 271298,4 EP 0730736 от 01.06.1995 г.), предназначенный для контроля в режиме реального времени физических и химических параметров водной среды по поведению животных, используя электрические сигналы, произведенные рыбами или моллюсками. Недостатки данных методов в том, что они могут быть использованы только для ограниченных условий, достаточно выровненных (таких, как питьевая вода) и спокойных (в тихих прибрежных местах), в реальных природных условиях они не могут применяться, так как не учитывают природной изменчивости поведенческих или других регистрируемых реакций. Например, установлено, что и в чистой среде мидии и другие моллюски способны значительно изменять УРС и закрывать створки надолго, вплоть до значений, регистрируемых как опасные и поэтому провоцирующих сигналы ложной тревоги. Даже в продуктивной прибрежной зоне мидии в отдельные месяцы открыты всего на 5-10% максимального УРС, то есть практически (визуально) закрыты из-за отсутствия в воде достаточного количества пищи. На Баренцевом море, например, такая ситуация может продолжаться до полугода. Поэтому по изменению одного параметра, - УРС или любого другого, - трудно судить об изменении экологического качества среды. Достоверность применяемых в настоящее время или запатентованных методов биомониторинга с использованием контроля состояния организмов одного вида по 1 (редко 2) параметрам поведения невысока, надежная биоиндикация на их основе невозможна.

Наиболее близким является способ биологического мониторинга на основе биоиндикации по заявке РФ на изобретение № 2007138865 от 19.10.07, включающий многолетнюю, краткосрочную и оперативную биоиндикацию. Оперативная биоиндикация проводится по физиологическим и поведенческим реакциям водного организма в природных условиях, включающим двигательную активность и кардиоактивность. При этом обнаружение достоверных различий индикаторных параметров более чем на 30% относительно референтных трендов свидетельствует об устойчивом изменении состояния среды.

Задачей заявляемого способа является развитие и совершенствование одного из видов вышеуказанной биоиндикации - оперативной биоиндикации с целью достоверного выявления экологически значимых и, прежде всего, опасных изменений среды, способных вызывать биологически депрессивные изменения организмов на сублетальном уровне и приводить к гибели организмов.

Заявляемый способ, как и известные, предусматривает проведение непрерывной регистрации поведенческих и/или физиологических реакций водных организмов в природных условиях с помощью измерительных приборов, соединенных с самописцем или компьютером и сигнальным устройством.

Техническим результатом способа является повышение оперативности и достоверности оценки изменений окружающей среды, повышение надежности способа и исключение ошибок типа «ложной тревоги». Техническим результатом способа является также обеспечение возможности непрерывной индикации качества вод в местах освоения нефтегазовых и иных месторождений (буровые платформы), транспортировки-перегрузки углеводородов и других полезных ископаемых или веществ (терминалы).

Технический результат достигается тем, что биоиндикация осуществляется по результатам комплексных изменений функциональных характеристик организмов-индикаторов. Значения измеренных параметров обрабатываются компьютером непрерывно в режиме реального времени индивидуально для каждой особи организма-индикатора с последующим осреднением и интегрированием результатов. Оценка изменений производится по измерениям не менее трех основных параметров поведенческих и/или физиологических реакций и частоты их колебаний. На основании сравнения текущего состояния организма-индикатора с его состоянием в норме и анализа интегрированных результатов измерений автоматически производится генерация сигнала тревоги, оповещающего об изменении качества водной среды и степени отклонения его от нормы. Биоиндикация проводится не менее чем по двум видам организмов-индикаторов для одного и более биотопов, причем в качестве биотопов используются разные водные слои или массы.

Анализ выявленных при поиске источников информации показал, что заявляемая совокупность существенных признаков неизвестна из уровня техники, что подтверждает соответствие заявленного решения критерию «новизна».

Поскольку заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить новый технический результат, отличный от того, что обеспечивают известные способы, можно утверждать, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ основан на непрерывной регистрации функционального состояния организма-биосенсора, изменяющегося в зависимости от изменений среды обитания, и направлен на оперативную, т.е. быструю и достоверную, оценку текущих изменений природной среды по биологическим показателям. В заявляемом способе используются три основных принципа оперативной биоиндикации - мультипараметрический, статистически-интегральный и многовидовой.

Использование мультипараметрического принципа объясняется тем, что для оперативной биоиндикации недостаточно изменений только УРС или любого другого одного параметра поведения или другой функции. Для повышения надежности оперативного контроля и исключения ошибок типа «ложной тревоги» необходимо знать характер (шаблон или pattern) функции в норме и при патологии и производить биоиндикацию по комплексу параметров активности, включая поведенческие и/или физиологические реакции. Именно принцип мультипараметричности или многопараметричности, то есть одновременного использования в биоиндикации не одного или максимум двух параметров, а регистрации и совместного учета нескольких - не менее трех - параметров, обеспечивает надежную и адекватную оценку изменений характера (pattern) поведения или иной функции и обнаружение в режиме реального времени экологически значимых уровней изменения качества воды и опасных антропогенных воздействий на биологические системы.

Выбор показателей (поведение, кардиоактивность и т.д.), их параметров и устройств или приборов их измерения определяются задачей и местными условиями, но поведение является основным показателем состояния организма. Кроме поведенческих реакций, могут быть использованы параметры физиологических показателей, например таких функций, как скорости сердцебиения, питания, роста, дыхания. Поведение при этом остается главным показателем, интегрально отражающим совокупное влияние как внутренних, так и внешних факторов. Во-первых, потому, что при любом воздействии и изменении среды первым изменяется поведение организма. Во-вторых, потому, что поведение не детерминировано какой-либо одной функцией или системой организма, в нем проявляются реакции всех систем. В поведенческих реакциях моллюсков интегрируется совокупное действие внешних и внутренних факторов, отражается функциональное состояние организма, а, главное, степень общей (кумулятивной) биологической благоприятности/неблагоприятности среды обитания.

Для двухстворчатых моллюсков, например, могут быть использованы такие параметры поведения, как УРС, АДД (аддукция - частота смыкания створок), АМП (амплитуда раскрытия раковин), Т (суммарное время закрытия створок) и Ч (частота колебаний УРС), а также их СКО - среднеквадратичные отклонения. Колебания УРС имеют характер иерархической системы биоритмов (от ультрадианных до циркадных и инфрадианных). Большинство приведенных параметров (амплитуда, уровень, частота) относятся к колебаниям любой функции - это универсальные или обязательные характеристики сложных ритмов. Частота (ритм) колебаний УРС (Ч) у мидий, например, отражает также пропорцию или соотношение относительных фаз «активности» и «покоя», изменение которой является существенным признаком их поведения. Наблюдаемые в сравнении с контрольными значениями изменения параметров биоритмов и соотношения фаз активности и покоя отражают степень изменения условий среды. Только на основании совместного использования нескольких параметров колебаний (например, УРС, АДД, АМП, Т, Ч) и характера ритма или типа кривой движений створок можно с уверенностью отличить антропогенное воздействие от природных изменений среды, и токсичные, и кумулятивно-комплексные опасные эффекты от неопасных и нетоксичных. Поэтому биоиндикация по заявляемому способу осуществляется по результатам комплексных изменений функциональных характеристик организмов-индикаторов. Значения измеренных параметров непрерывно обрабатываются компьютером в режиме реального времени для каждой особи организма-индикатора индивидуально с последующим осреднением и интегрированием результатов. Состояние каждой особи тестируемого животного с помощью соответствующих программных средств сравнивается с ее состоянием в норме за соответствующий период времени, наиболее близкий или аналогичный (референтный) данному по средним погодным, температурным и иным условиям. После этого данные для всей группы животных осредняются и оценивается изменение дисперсии и ритма. Оценка изменений состояния объектов наблюдения производится в сравнении с диапазоном естественной изменчивости параметров водных организмов в природных условиях. Диапазон естественной изменчивости параметров представляет собой границы поведенческой нормы организма-индикатора в виде среднего, максимального и минимального допустимого значения измеряемых параметров и их дисперсий, определенных на основании статистической обработки результатов измерения параметров в природных условиях, соответствующих санитарным нормам. Достоверное отклонение от нормы является указанием на изменение условий среды. Сигнал оповещения об опасности включается только тогда, когда не менее трех параметров и/или ритм их колебаний изменились достоверно. При этом по количеству измененных параметров и степени их отклонения от нормы определяются критические уровни изменений, то есть уровни опасности и соответствующая им градация сигналов.

Использование многовидового принципа - проведение биоиндикации не менее чем по двум видам водных организмов-индикаторов для одного и/или более биотопов, при этом биотопами считаются разные водные слои и массы (поверхностный слой, придонный слой, у берега, на платформе и т.д.), - объясняется тем, что комплекс локальных условий в пределах границ местообитаний различен. Отдельные виды моллюсков встречаются и могут выжить не везде, поэтому заявляемым способом предусматривается использование в качестве биоиндикаторов не менее двух местных видов водных животных.

При использовании заявляемого способа в каждом конкретном случае для определенных местных условий и в соответствии с измеряемыми параметрами и видами водных животных применяются различные приборы и устройства. Оперативную биоиндикацию можно проводить с помощью системы биоиндикации, включающей, например, измерительные приборы, соединенные с самописцем, компьютером и/или сигнальным устройством, обеспечивающей возможность соблюдения принципа мультипараметричности измерений.

Предлагаемое техническое решение осуществимо, что подтверждается ниже приведенными сведениями.

Для непрерывной регистрации поведенческих реакций моллюсков в природных условиях может быть использована, например, разработанная и успешно испытанная автором пилотная установка, представляющая собой платформу с установленным на ней оборудованием, соединенным с измерительными приборами и датчиками, закрепленными на моллюсках. Данная установка непрерывной регистрации (УНР) применяется в двух вариантах: автономном и стационарном. Автономный вариант, с размещением оборудования на плоту, предназначен для биомониторинга вод прибрежной зоны. Все сигналы, поступающие от датчиков, закрепленных на мидиях или других моллюсках, непрерывно в режиме реального времени регистрируются самописцем и/или обрабатываются компьютером с использованием соответствующей программы. Кардиоактивность и поведение моллюсков могут измеряться также в проточных аквариумах, размещенных, например, на самой нефтяной или иной платформе, куда закачивается насосом вода с поверхности моря. Для разных условий и разных водных животных из различных биотопов может быть использовано несколько различных устройств. Например, для моллюсков на глубине может быть использована система видеонаблюдения, у берега может быть использована система регистрации поведенческих реакций и кардиоактивности мидий, включающая прикрепленные на мидиях датчики, информация с которых регистрируется самописцами, электрическими и/или электронными приборами с пошаговой компьютерной обработкой поступающих сигналов с различной дискретностью, в том числе в режиме реального времени. Помимо мидий, в качестве тест-организмов прибрежья могут быть использованы: моллюски - мия, гребешок, модиолус или кардиум (поведение, кардиоактивность); голотурии - кукумария (видеонаблюдение) и т.д. О превышении пороговых показаний определенными видами животных и степени их отклонения от нормы оповещает соединенное с компьютером или встроенное в него световое, звуковое или иное сигнальное устройство.

Для определения диапазона естественной изменчивости параметров тест-организмов в природных условиях были проведены исследования на мидиях, модиолусах и других морских двустворчатых моллюсках Баренцева моря. Были зарегистрированы изменения их поведения в природных и экспериментальных условиях в разные сезоны года. По результатам исследования была разработана классификация элементарных поведенческих актов движения створок моллюсков. Были определены основные количественные параметры (уровень раскрытия створок - УРС, амплитуда - АМП и частота аддукции - АДД) их двигательной активности, исследовано наличие периодических составляющих движений створок мидий, находящихся в условиях естественных флуктуации факторов среды. Обнаружено, что мидии способны реагировать даже на незначительные периодические колебания факторов среды: например, температуры - на 0.1°С (зимой), солености - на 0.2‰ (весной), - в зависимости от сезона. Был проведен анализ возможностей математических методов обработки временных рядов в обнаружении и объективном анализе периодических составляющих поведения мидий, изучены зависимости некоторых поведенческих реакций мидий от относительно слабых непрерывных колебаний (приливных и суточных) основных экологических факторов, таких как температура, соленость, концентрация фитопланктона/сестона, при их совместном действии. Определены количественные зависимости основных параметров поведения мидий от факторов среды, что позволяет регистрировать изменения активности водного животного в масштабе реального времени, непрерывно ведя мониторинг его поведения. Установлено, что периодичность изменения уровня раскрытия створок мидий определяется небольшими по амплитуде, но устойчивыми приливными колебаниями факторов среды (температура, соленость, взвесь).

Для исследования возможности использования оперативной биоиндикации непосредственно в условиях водоемов были проведены сравнительные исследования (биотесты) реакционноспособности нескольких видов морских донных беспозвоночных. На первом этапе исследовали возможности биотестирования в условиях, максимально приближенных к природным. В связи с нарастающей эксплуатацией месторождений шельфа проводили биотестирование загрязнения от процессов бурения. Действие различных концентраций буровых растворов (БР), их компонентов и водорастворимой фракции шлама буровых растворов феррохром-лигносульфонатного типа изучали в проточных аквариумах на модельных тест-объектах - донных беспозвоночных Баренцева моря. Анализировались физиологические (дыхание и скорость фильтрации) и поведенческие (двигательная активность) реакции мидий Mytilus edulis, дыхание и поведение голотурий Cucumaria frondosa, выживаемость и калорийность бокоплавов Gammasus duebeni и смертность гидроидов Dynamena pumila.

Двигательная активность мидий регистрировалась как активность движения створок, уровень их среднего раскрытия (УРС). По этому показателю мидии имели значимые различия по отношению к контролю даже при 0.001% концентрации бурового раствора (БР). В то же время достоверные изменения скорости потребления кислорода и скорости фильтрации воды мидиями наблюдались только при 1% концентрации БР.

Голотурии имели наибольшую чувствительность к изменению химического состава воды. Потребление ими кислорода быстро нарастало, начиная с самых малых (3 мкл/л) концентраций реагентов буровых реагентов (Петросила-2М, Лигносила). При высоких концентрациях реагентов обычно наблюдалось резкое падение интенсивности дыхания голотурий.

Бокоплавы, находившиеся в течение месяца в проточной воде при 0,002% концентрациях водорастворимых экстрактов шламов трех промышленных буровых растворов: лигносульфонатного, алюмокалиевого и известкового типа, - претерпели падение калорийности тканей на 14-30%.

Все гидроиды погибли в течение 5 дней в 1.2% концентрации БР. При этом наблюдалось постепенное уменьшение количества активных гидротек.

Проведенные исследования показали, что движение створок моллюсков, рассматриваемое не только как локомоторная, двигательная активность, но, прежде всего, как их адекватная реакция на изменение условий среды и внутренние процессы организма, представляет собой основную сторону поведения, особенно в отношении прикрепленных двустворчатых моллюсков. Поведение тесно связано как с физиологическим состоянием моллюсков, с уровнем их фильтрационной активности, так и с факторами среды, с концентрацией взвешенных в воде пищевых и неорганических веществ. Таким образом, в поведенческих реакциях мидий, регистрируемых по УРС и другим параметрам, интегрируется совокупное влияние факторов среды. Поведение является интегралом состояния организма, показателем благоприятности окружающей среды для моллюсков (фиг.1), оно отражает степень контактирования моллюсков со средой обитания и зависит в наибольшей степени от химического состава воды и количества взвешенных в ней веществ. Изменения в поведении обычно обнаруживаются уже при самых низких концентрациях тестируемых веществ.

Таким образом, общий характер поведения моллюсков является достаточно пластичным показателем, адаптивно и быстро отражающим изменения экологических факторов окружающей среды. Он хорошо работает как в условиях острого, так и хронического загрязнения, и может применяться практически везде.

Другим показателем, пригодным для оперативной биоиндикации, является кардиоактивность донных животных (моллюсков, крабов). Отклики параметров кардиоактивности отличаются большой индивидуальной и временной вариабельностью даже в постоянных условиях лабораторного содержания. Установлено, что под влиянием низких концентраций химреагентов-токсикантов (сульфата меди и железа, нитрата кадмия, аммиака и детергента) в первые минуты «замирание» сердца и уменьшение амплитуды сменяется увеличением амплитуды сердечных сокращений, затем возрастает ЧСС (частота сердечных сокращений) и ее вариабельность (СКО), последующие 2-3 часа ЧСС и амплитуда падают, СКО остается высоким, нарушается ритм (см. фиг.2). В поведении мидий эти флуктуации параметров менее выражены, УРС уменьшается неуклонно (см. фиг.3).

Для выполнения измерений кардиоактивности мидий Баренцева моря, сублиторальных моллюсков, собранных в эстуарной зоне Кольского залива, транспортировали в г.Санкт-Петербург, где и проводили эксперименты в лаборатории и на аппаратуре НИЦЭБ РАН. Прибор - фотоплетизмограф, использовался для регистрации сердечных сокращений. По оригинальным программам рассчитывались параметры кардиоактивности, среди них: ЧСС - средняя частота сердечных сокращений, т.е. число ударов сердца в минуту (уд./мин); СКО (SD) - среднее квадратичное отклонение кардиоинтервалов в выборке (сек). Поведенческие реакции баренцевоморских мидий Mytilus edulis регистрировали как движения их створок при помощи актографов-самописцев, а черноморских мидий также и посредством оригинального автоматизированного электронного комплекса на основе тензометров или датчиков Холла с цифровой записью на компьютере в масштабе реального времени.

Измерения сердечных сокращений и исследования взаимосвязи между параметрами движений створок и кардиоактивности баренцевоморских и черноморских мидий были начаты автором в декабре 2006 г. За два года исследований получены доказательства связи/корреляции поведения и физиологии моллюсков - УРС и параметров сердечных сокращений (ЧСС, СКО) - и продемонстрирован сложный характер этой зависимости, наблюдаемый в экспериментальных условиях. Разработана методика графического и корреляционного анализа, доказано, что сравнение УРС и ЧСС эффективнее проводить на больших временных интервалах осреднения (от 30 мин до 1 часа). Было исследовано влияние на поведение и кардиоактивность мидий Баренцева и Черного морей ряда факторов: освещения, вибрации, колебаний температуры, низких концентраций химреагентов-токсикантов (сульфата меди и железа, нитрата кадмия, аммиака и детергента). Установлено, что корреляция между ЧСС и УРС нестабильна, изменяется от 0.5 до -0.7 и зависит от условий среды. При значительной (продолжительной) нехватке пищи или ее отсутствии (при голодании) в лабораторных аквариумах корреляция была преимущественно негативной, усиливалась при умеренных стрессах, сопряженных с заметными изменениями УРС. Самой высокой была корреляция между УРС и СКО, достигая -0.93. В расчетах средних и корреляций исключены периоды «остановки сердца», т.е. отсутствия ритмичных сердечных сокращений. Периоды уменьшения ЧСС и продолжительных (более 14 час) остановок сердца всегда совпадали с длительными фазами (более 30 мин) закрытия (не обязательно полного) створок. В то же время впервые обнаружены остановки сердца и при широко открытых створках.

Установлено, что прямой взаимосвязи между УРС и ЧСС нет. Доказано, что для кардиоактивности первым признаком стресса является изменение амплитуды сердечных сокращений, а не СКО, как считалось ранее. При проведении исследования были применены методика и программное обеспечение исследования кардиоактивности раков. Первоначальные измерения кардиоритма раков и мидий проводились в лаборатории НИЦЭБ на 1-канальном, а затем и 7-канальном фото-плетизмографах (ФПГ) с обработкой сигналов по программе VarPulse 5.0. Все основные параметры сердечных сокращений отображались в окне программы (см. фиг.2), а также автоматически сохранялись в табличном виде отдельными файлами. У мидий ритм сердечных сокращений имеет ряд особенностей, включающих продолжительные остановки сердца, поэтому часто возникали сбои программ. Для использования на мидиях методика и программное обеспечение постоянно дорабатываются. Таким образом, измерение работы сердца моллюсков неинвазивным методом регистрации и вычисления параметров могут быть использованы в качестве дополнительного показателя в целях оперативной биоиндикации для повышения надежности, точности измерений и достоверности оценки степени изменения окружающей среды.

Заявляемый способ оперативной биоиндикации обеспечивает максимальный уровень контроля экологической безопасности вод путем осуществления непрерывной регистрации функциональных параметров организмов и биоиндикации изменений экологического состояния морских, пресных и смешанных вод, включая обнаружение экологически значимых уровней антропогенных воздействий на биологические системы в режиме реального времени. Заявляемый способ также может быть использован для оперативной биоиндикации сточных вод в местах сброса сточных вод или дампинга, в зонах рекреации (пляжи), на акваториях аквакультуры (рыб, беспозвоночных, водорослей) или содержания животных (морских млекопитающих, рыб, крабов и пр.), в питьевых водоемах (водозаборах) и водопроводной воде.

Источники информации

1. Borcherding J., Volpers М. The Dreissena-monitor -1^st results on the application of this biological early warning system in the continuous monitoring of water quality // Water science and Technology. 1994. V.29. P.199-201.

2. De Zwart D, Kramer K.J.M., Jenner H.A. Practical experiences with the biological early warning system "Mosselmonitor" // Environ. Toxicol. Water Quality. 1995. V.10. P.237-247.

3. Гудимов А.В. Оперативный биологический мониторинг - современный подход к контролю экологической безопасности // Нефть и газ Арктического шельфа, - 2008. Четвертая Международная конференция (г.Мурманск 12-14 ноября 2008 г.). Мурманск.

4. Матишов Г.Г., Гудимов А.В., Денисов В.В. Многоуровневая биоиндикация в системе современной технологии мониторинга: на примере зообентоса эстуарной зоны Кольского залива // ДАН. 2008. Т.418. №1. С.134-137.

5. Gudimov A.V., Gudimova E.N. Behavioural and physiological responses of two benthic invertebrates in bioassay of the sublethal effects of coastal pollution (Chapter 13) // Natural Wetlands for Wastewater Treatment in Cold Climates. Boston: WITpress. 2002. P.225-248.

6. Гудимов А.В. Поведение мидий (Mytilus edulis L.) в условиях колебаний факторов среды // ДАН. 2006. т.409. №3. С.419-421.

7. Bouget J.-F., Mazurie J. Biological monitoring of water quality in an estuarine shellfish area, using a biosensor recording valve movements of oysters and mussels // Tech. Sci. Methodes. Genie Urbain-Genie Rural. 1997. No.11. P.71-75.

8. Гудимов А.В. Проблемы исследования кардиоактивности и поведения мидий в целях оперативной биоиндикации // Современные проблемы морской инженерной экологии (изыскания, ОВОС, социально-экономические аспекты): Материалы международной научной конференции (г.Ростов-на-Дону, 9-11 июня 2008 г.). Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2008. С.269-272.

9. Гудимов А.В. Новая технология биомониторинга на основе оперативной биоиндикации // Матер. Всерос. конф. с межд. участ. «Северные территории России: проблемы и перспективы развития» (Архангельск, 23-26 июня 2008 г.). Архангельск, 2008. С.365-368.

Способ оперативной биоиндикации, предусматривающий проведение непрерывной регистрации поведенческих и/или физиологических реакций водных организмов в природных условиях с помощью измерительных приборов, соединенных с самописцем или компьютером и сигнальным устройством, отличающийся тем, что биоиндикация осуществляется по результатам комплексных изменений функциональных характеристик организмов-индикаторов, значения измеренных параметров обрабатываются компьютером в режиме реального времени индивидуально для каждой особи организма-индикатора с последующим осреднением и интегрированием результатов, оценка изменений производится по измерениям не менее трех основных параметров поведенческих и/или физиологических реакций организмов-индикаторов и частоты их колебаний, на основании сравнения текущего состояния организма-индикатора с его состоянием в норме и анализа интегрированных результатов измерений автоматически производится генерация сигнала тревоги, оповещающего об изменении условий водной среды и степени отклонения их от нормы, биоиндикация проводится не менее чем по двум видам организмов-индикаторов для одного и/или более биотопов, причем в качестве биотопов используются разные водные слои или массы.