• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

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).

Тип «риб'ячого

скелета»

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

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.

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: 7946