Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Біоіндикація стану навколишнього середовища.

Індикація— це кількісне та якісне визначення хімічних речовин в об'єктах навколишнього середовища, в організмах людей і тварин.

Нині достатньо поширені методи вивчення зміни стану навколишнього середовища за допомогою біоіндикаторів - організмів, наявність, кількість та особливості розвитку яких є показниками природничих процесів, умов або антропогенних змін середовища існування.

Під біоіндикацієюслід розуміти комплекс специфічних реакцій живого організму або біологічного елемента на дію визначеної речовини, причому ці реакції можна реєструвати і за результатами давати оцінку наявності забруднювача та його концентрації. Методи біоіндикації не нові. Ще в минулому столітті шахтарі брали з собою до шахти канарок для визна­чення гримучого газу. Приклади використання методів біоіндикації можна знайти на будь-якому етапі розвитку людства в різноманітних видах діяльності людей: на полюванні, для ви­значення перспективних місць рибальства, прогнозу стихійних лих, у пошуку корисних копалин та ін. Біоіндикацію перс­пективних районів ловлі риби здійснюють спеціальні судна, котрі орієнтуються у своїй діяльності на кількість та склад планктону. У цьому випадку планктон грає роль позитивного стресора та біоіндикатора, стан якого визначає можливі запаси риби у певному районі.

Використання живих організмів (рослин, тварин, мікроорганізмів, грибів, лишайників) для цілей визначення стану нав­колишнього середовища пов'язано з тим, що деякі з них дуже чутливі до різних чинників середовища існування (до кліма­тичних та погодних умов, хімічного складу повітря, ґрунтів, води). Унаслідок своєї видової толерантності (здатності орга­нізму переносити несприятливий вплив того чи іншого чин­ника середовища «екологічної витривалості») живі організми можуть існувати тільки в окремих межах (діапазонах) дії чин­ників. Так, склад планктону у водоймищах, з одного боку, свідчить про ступінь сприятливості умов існування, а за іншо­го — характеризує локальні (імпактні) умови існування. Ли­шайники та хвойні дерева можуть визначати чистоту повітря і наявність промислових забруднень. Видовий склад тварин і нижчих рослин, котрі мешкають у ґрунтах, є специфічним для різних ґрунтових комплексів, і тому якісні та кількісні зміни цих видів можуть визначати забруднення ґрунтів хімічними речовинами або зміни ґрунтів під впливом господарської діяльності.

Найширше біоіндикація використовується для оцінки сту­пеня та характеру забруднення поверхневих вод, що викорис­товуються для питного водопостачання та господарських цілей, а також для біотестування стічних вод різного ступеня очистки з метою оцінки роботи очисних споруд.

Характерними морфологічними порушеннями у рослин, які відчувають великий температурний або хімічний стрес, є від­мирання органічних ділянок тканини — різні типи некрозів (рис.). Найчастіше некрози спостерігають у дерев, які рос­туть у промислових містах на вулицях, де зимою посипають протильодовими солями (наприклад, NaCl). Додатковий роз­виток некрозів викликають вихлопи автомобілів. Через деякий час після появи хлорозів і некрозів у більшості випадків спо­стерігається дефоліація (скидання листя).


Краплинний


Плямистий


МІЖЖИЛКОВИЙ


Крайовий



Тип «риб'ячого

скелета»

Вершинний

Рис. Форми некрозів листків двосім'ядольних та односім'ядольних рослин і хвої

Значний вплив на рослини чинить радіоактивне випромі­нювання. У цьому випадку крім численних некрозів з'явля­ються виродливі скривлення та надуття пагонів і листків, зміни числа частин квітки, зміни статі, а іноді це призводить до загибелі рослин.

Найпоширенішою системою контролю за забрудненнями, де використовуються живі організми, є метод визначення БПК (біологічна потреба кисню). За цим методом фіксують мета­болічну активність мікроорганізмів, що окислюють речовини, які містяться у пробі води. Чим більше забруднена вода, тим у більших кількостях мікроорганізмам потрібен кисень. Саме для швидкого визначення БПК води були розроблені перші біосенсори. Біосенсор— це аналізуючий пристрій, головною частиною якого є чутливий електрод, що, у свою чергу, міс­тить ферменти або мікроорганізми між напівпроникними мем­бранами. Завдання останніх — відреагувати на появу в зоні електрода забруднювача, причому ця реакція, як правило, спе­цифічна: ферменти, групи клітин або мікроби «пізнають» тіль­ки комплементарний їм хімічний агент. Далі електрод пере­творює цю реакцію-відповідь в електричний сигнал, який по­винен бути інтерпретований дослідником.

Реакції, за участю біокаталізаторів відбуваються з велики­ми швидкостями, і тому ферменти в біосенсорах дозволяють робити аналіз практично миттєво, що є дуже цінною характе­ристикою для екологічного контролю.

У найближчому майбутньому біосенсори знайдуть широке застосування саме в галузі аналізу стану навколишнього се­редовища. Уже зараз їх використовують для виявлення таких токсикантів, як поліхлородифеніли, похідні ДДТ, ароматичні вуглеводні. У деяких випадках біосенсори використовують для оцінки якості продуктів харчування. Так, у Канаді та Япо­нії виробляють рибні напівфабрикати, на упаковці яких пока­зана біосенсорна оцінка вмісту в рибі ксантинів, проміжних продуктів обміну нуклеїнових кислот, що підлягають виве­денню з організму.

Сучасний біосенсор — це продукт двох технологій: адже біомолекула, надсилаючи сигнал про виявлену хімічну ре­човину, повинна бути зв'язаною з реєструючими цей сигнал датчиками — мікроелектродами або оптичними волокнами (табл.).

Таблиця . Приклади біосенсорів і реєструючих їхній сигнал фізичних датчиків, що використовуються для виявлення деяких забруднювачів

Речовина, що виявляється Біосенсор Фізичний сенсор
Канцероген бензо(а)пірне Антитіло до бензо(а)пірену Флуорометр на оптичному волокні
Етанол Фермент дегідрогеназа з коферментом NADH Окисно-відновний електрод
Нервово паралітичний газ Рецептор ацетилхоліну Вимірювання провідності
Інсектицид паратіон Антитіло до паратіону П’єзокристал

На думку американського еколога Ю. Одума (1975), виби­раючи біоіндикатор, необхідно враховувати такі положення:

1. Стенотопні види (тобто види, що пристосовані до існування в суворо визначених умовах), більш рідкі в угрупованнях, як правило, є найкращими індикаторами, на відміну від евритопних видів (найпоширеніші, мають широкий діапазон екологічної витривалості).

2. У разі спостережень протягом тривалого часу великі
види є кращими індикаторами, ніж дрібні, тому що швидкість
обороту останніх у біоценозах вища і вони можуть не по­
трапити у пробу в момент дослідів.

3. У разі виділення виду (або групи видів), які використовують як індикатор дії будь-якого чинника, необхідно мати польові та експериментальні дані про лімітуючі значення цього чинника, враховуючи можливі компенсаторні реакції орга­нізму і толерантність виду (групи видів).

4. Чисельне співвідношення різних видів (популяцій або
угруповань) є надійнішим та кращим індикатором, ніж чисель­ність одного виду («ціле краще, ніж частина», відображає загальну суму умов).

За активних методів спостережень за станом навколиш­нього середовища види-індикатори можуть штучно укоріню­ватися в екосистему. Спостереження за організмами-індикаторами в екосистемах, як правило, мають пасивний характер і називаються пасивним моніторингом.

У ряді випадків розрізняють накопичуючі та чутливі інди­катори. Накопичуючі індикатори концентрують забруднюючі речовини у своїх тканинах, окремих органах та частинах тіла, які потім використовують для визначення ступеня забруднен­ня навколишнього середовища за допомогою хімічного ана­лізу. Моніторинг із використанням біоіндикаторів подібного роду потребує складних та дорогих приладів і обладнання, трудомістких методик, що під силу тільки спеціалізованим ла­бораторіям. Прикладом подібних індикаторів можуть бути хітинові панцирі ракоподібних личинок комах, що мешкають у воді, мозок, нирки, селезінка, печінка ссавців, черепашки мо­люсків, мохи.

Чутливі біоіндикатори реагують на зміни стану навколиш­нього середовища зміною чисельності, феновигляду, пошко­дженням тканин, соматичними проявами (у тім числі виродливістю), зміною швидкості росту та іншими добре помітними (візуально або за допомогою простих оптичних приладів) ознаками. Прикладами чутливих біоіндикаторів є лишайники, хвоя дерев (її хлороз, некроз) і засихання їхніх вершин. Проте за допомогою чутливих біоіндикаторів не завжди можна вста­новити причини змін, тобто чинників, які визначають чисель­ність, кінцевий вигляд або форму біоіндикатора. Це є одним з основних недоліків біоіндикації, оскільки ефект, який спосте­рігається, може породжуватися різними причинами або їх комплексом. Треба зазначити, що різниця між чутливими та накопичуючими біоіндикаторами недостатньо чітка, тому що в разі тривалого впливу шкідливих чинників поряд із зовніш­німи (що визначаються візуально) змінами, можуть проявля­тися морфологічні (до патологічних) зміни у тканинах і гене­тичні наслідки, які дослідник під час короткочасних спосте­режень може не зафіксувати.

Біоіндикацію середовищ (ґрунту, повітря, води) найкорис­ніше використовувати разом з інструментальним контролем стану навколишнього природного середовища, який застосо­вується при імпактному або локальному моніторингу джерел (об'єктів) забруднення. У даному випадку живі організми-біоіндикатори можуть бути «біодатчиками» забруднення екосис­тем, що дозволяють з'ясувати, з одного боку, масштаби та закономірності накопичення забруднюючих речовин у живих організмах, а з іншого — виявити потенційні джерела потрап­ляння забруднюючих речовин до більш високих ланок харчо­вих ланцюгів.

У результаті глобального та регіонального антропогенного забруднення повітря і води, а також під час скидання та по­ховання відходів у грунт потрапляє велика кількість речовин, які містять катіони металів, що призводить до збільшення їх надходження в організм рослин та накопичення в органах і тканинах. Підвищена кількість мікроелементів і сполучень важких металів викликає пошкодження метаболізму окисних процесів тканин рослин і відповідні ознаки надмірного вмісту, аж до токсичного вмісту в тканинах та загибелі рослин.

Приклади ознак надмірного вмісту мікроелементів у ґрунті наведено у табл.

Мікро­елемент Ознаки
Цинк Тканина некротична, хлороз листя, молоді листки жовтіють, вершинні бруньки відмирають, більш старі листки можуть опа­дати без в'янення, жилки забарвлюються у червоні або чорні барви (на ранніх стадіях пошкодження схожі з нестачею Фєру-му). Перші ознаки з'являються на молодих рослинах, при цьо­му пошкоджується вся рослина
Манган Перші ознаки з'являються на молодих рослинах, пошкодження місцеві. Тканина некротична, хлороз розвивається між жилками молодих листків, перетворюючи їх на жовті або білуваті з тем­но-коричневими або майже білими некротичними плямами, листки скривлюються та зморщуються (у цьому основна від­мінність від голодування)
Ферум Тканина не є некротичною. Хлороз розвивається між жилками молодих листків, жилки залишаються зеленими, пізніше весь листок стає жовтим або білуватим, що схоже з голодуванням
Купрум Хлороз молодих листків, жилки залишаються зеленими
Фосфор Перші ознаки з'являються на дорослих рослинах, пошкоджу­ється вся рослина. Тканина некротична, загальне пожовтіння листя; жовтуваті або коричневі кінці та краї більш старих лист­ків; поява яскравих некротичних плям; опадання листя, у де­яких рослин схоже з калійним голодуванням, у інших — з над­лишком Нітрогену
Магній Листки трохи темніють і зменшуються; іноді спостерігається згортання та морщення молодих листків, на пізніх стадіях рос­ту їхні кінці утягнуті та відмирають, особливо у ясну погоду
Калій Тканина не є некротичною. На ранніх стадіях слабкий ріст рос­лин, світло-зелене забарвлення листя; на пізніх стадіях ріст сповільнюється, на листках з'являються плями, листки в'януть та опадають
Сульфур Загальне огрубіння рослин; листки маленькі, тьмяно-зелені, стебла тверді, пізніше листки згортаються усередину та покри­ваються наростами, їхні краї стають коричневими, потім блідо-жовтими
Хлор Загальне огрубіння рослин; листки маленькі, тьмяно-зелені, стебла тверді, у деяких рослин на старих листках з'являються пурпурно-коричневі плями, що призводить до їх опадання
Нітроген амоній­ний або нітрат­ний Пошкодження місцеві. Тканини некротичні; хлороз розвивається на краях листків та поширюється між жилками, з'являється коричневий некроз, кінці листків згортаються, потім листя опадає (пошкодження у багатьох рослин схоже з голодуванням)
Кальцій Хлороз розвивається між жилками з білуватими та некротич­ними плямами, які можуть бути забарвлені або мати наповнені водою концентричні кільця; у деяких рослин відбувається ріст листкових розеток, відмирання паростків й опадання листя (за пошкодженнями схожі на нестачу Магнію та Феруму)
Бор Хлороз кінців та країв листків, який поширюється всередину, особливо між жилками, доки весь листок не стане блідо-жов­тим або білуватим; опіки країв листків та некроз із загортанням країв, опадання листя
Кобальт У деяких рослин уздовж основних зелених жилок з'являються прозорі, наповнені водою ділянки; між жилками також розви­вається некроз; пізніше листки стають коричневими та опа­дають

 


Читайте також:

  1. А. Заходи, які направлені на охорону навколишнього середовища та здоров’я населення.
  2. Адаптація до абіотичних факторів середовища.
  3. Адаптація організму до зовнішніх факторів середовища.
  4. Адміністративно-правове регулювання державної реєстрації актів цивільного стану, державної виконавчої служби, нотаріату та адвокатури.
  5. Аналіз і оцінка стану охорони праці
  6. Аналіз показників складу, структури й технічного стану основних фондів.
  7. Аналіз ризикованості підприємства на основі показників фінансового стану.
  8. Аналіз руху грошових коштів у контексті нової фінансової звітності Важливим завданням аналізу фінансового стану підприємства є оцінка руху грошових коштів підприємства.
  9. АНаліЗ СТанУ ЗДОРОВ'Я ДІТеЙ І ДОРОСЛИХ В УКРАЇНІ
  10. Аналіз стану й оцінка рівня нормування праці
  11. Аналіз стану основних засобів
  12. Аналіз стану та проблем реалізації Болонського процесу в Україні за ключовими напрямками.




Переглядів: 7941

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Поняття моніторингу. Види моніторингу навколишнього середовища. | Голосовий і мовний апарат: методика тренування

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

  

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.013 сек.