Державне Загальноосвітній Установа
Вища Професійне Освіта
Вятський Державний Університет
Біологічний факультет
Кафедра мікробіології
Реферат на тему:
Рослини і тварини - індикатори забруднення навколишнього середовища
Кіров, 2010
Введення
Останнім час вельми актуальними є спостереження за змінами стану навколишнього середовища, викликаними антропогенними причинами. Система цих спостережень і прогнозів складає суть екологічного моніторингу. У цих цілях все частіше застосовується і використовується досить ефективний і недорогий спосіб моніторингу середовища - біоіндикація, тобто використання живих організмів для оцінки стану навколишнього середовища.
Наслідки забруднення навколишнього середовища відображаються на зовнішньому вигляді рослин. У рослин під впливом шкідливих речовин відбувається збільшення числа продихів, товщини кутикули, густоти опушування, розвивається хлороз і некроз листя, раннє опадання листя. Деякі рослини найбільш чуйно реагують на характер і ступінь забруднення атмосфери. Це означає, що вони можуть служити живими індикаторами стану середовища. В даний час розроблена концепція комплексного екологічного моніторингу природного середовища, складовою частиною якого є біологічний моніторинг. Індикаторні рослини можуть використовуватися як для виявлення окремих забруднювачів повітря, так і для оцінки якісного стану природного середовища. Виявивши за станом рослин присутність в повітрі специфічних забрудників, приступають до вимірювання кількості цих речовин різними методами, наприклад, випробуванням рослин в лабораторних умовах.
На рівні виду і спільноти про стан природного середовища можна судити за показниками продуктивності рослин. Індикаторами присутності сірчистого газу є лишайники і хвойні породи, найбільш сильно страждають від забруднень. У багатьох промислових містах навколо заводів виникають зони,
де лишайники взагалі відсутні - В«лишайникові пустелі В». Хвоя сосни утворює на своїй поверхні тим більше товстий шар воску, чим вище концентрація або триваліше дію на неї сірчистого газу. На цьому підставі був розроблений метод індикації в атмосфері сірчистого газу - В«тест помутніння по Гертель В». Інша ознака дії двоокису сірки на рослини - зниження рН вмісту клітин.
Весь комплекс екологічних факторів (температура повітря і грунту, вологозабезпеченість, рН середовища, забруднення грунтів і повітря металами) позначається на біосинтезі пігментів, змінюючи забарвлення різних частин рослини. Цей біоіндикаторів може виявитися найбільш інформативним.
Дослідження, проведені на деревних рослинах показали, що важкі метали можуть накопичуватися в рослинах, і по їх змісту можна оцінити екологічну обстановку території. Забруднення міддю позначається на зростанні рослин, цинком - призводить до відмирання листя у рослин, кобальтом - до ненормального розвитку і т.д. Індикаторами присутності фтору є чутливі рослини, що нагромаджують його і реагують на цей фітотоксіканти некрозом листя (гладіолуси, фрезія).
Наведені приклади свідчать про те, що селекціонери можуть зробити багато чого для створення біоіндикаторів різного роду забруднень. Чутливі рослини можуть замінити дорогостоящую установку для газових аналізів. Такий В«газоаналізаторВ» виявиться доступним кожній людині.
1. Біологічні індикатори
(Б.І.) - організми, які реагують на зміни навколишнього середовища своєю присутністю або відсутністю, зміною зовнішнього вигляду, хімічного складу, поведінки.
При екологічному моніторингу забруднень використання Б.І. часто дає більш цінну інформацію, ніж пряма оцінка забруднення приладами, так як Б.І. реагують відразу на весь комплекс забруднень. Крім того, володіючи <пам'яттю>, Б.І. своїми реакціями відображають забруднення за тривалий період. На листках дерев при забрудненні атмосфери з'являються некрози (отмирающие ділянки). По присутності деяких стійких до забруднення видів і відсутності нестійких видів (наприклад, лишайників) визначається рівень забруднення атмосфери міст.
При використанні Б.з. важливу роль відіграє здатність деяких видів акумулювати забруднюючі речовини. Наслідки аварії на Чорнобильській АЕС були зафіксовані в Швеції при аналізі лишайників. Сигналізувати про підвищений вміст барію та стронцію в навколишньому середовищі можуть береза ​​і осика неприродно зеленим кольором листя. Аналогічно в ареалі розсіювання урану навколо родовищ пелюстки іван-чаю стають білими (в нормі - Рожеві), у лохини темно-сині плоди набувають білий колір і т. д.
Для виявлення різних забруднюючих речовин використовуються різні види Б.І.: для загального забруднення - Лишайники і мохи, для забруднення важкими металами - слива і квасоля, діоксидом сірки - ялина і люцерна, аміаком - соняшник, сірководнем - шпинат і горох, поліциклічними ароматичними вуглеводнями (ПАВ) - недоторка і ін
Використовуються і так звані В«живі прилади> - рослини-індикатори, висаджені на грядках, поміщені в вегетаційні судини або в спеціальних коробочках (в останньому випадку використовують мохи, коробочки з якими називаються бріометрамі). <Живі прилади> встановлюють в найбільш забруднених частинах міста.
При оцінці забруднення водних екосистем в якості Б.І. можуть використовуватися вищі рослини або мікроскопічні водорості, організми зоопланктону (інфузорії-туфельки) і зообентосу (молюски та ін.) У середній смузі Росії у водоймах при забрудненні води розростаються кушир, рдест плаваючий, ряски, а в чистій воді - водокрас жаб'ячий і сальвінія.
За допомогою Б.І. можна оцінювати засолення грунту, інтенсивність випасу, зміна режиму зволоження і т. д. У цьому випадку як Б.І. найчастіше використовується весь склад фітоценозу. Кожен вид рослин має певні межі поширення (толерантності) по кожному фактору середовища, і тому сам факт їх спільного виростання дозволяє досить повно оцінювати екологічні фактори.
Можливості оцінки середовища за рослинності вивчаються спеціальним розділом ботаніки - індикаційному геоботанікою. Її основний метод - використання екологічних шкал, тобто спеціальних таблиць, в яких для кожного виду вказані межі його поширення по факторам зволоження, багатства грунту, засолення, випасу і т. д. У Росії екологічні шкали були складені Л. Г. Раменському.
Широке поширення набуло використання дерев як Б.І. зміни клімату та рівня забруднення навколишнього середовища. Враховується товщина річних кілець: в роки, коли випадало мало опадів або в атмосфері підвищувалася концентрація забруднюючих речовин, утворювалися вузькі кільця. Таким чином, на спилі стовбура можна бачити відображення динаміки екологічних умов.
1.2 Біологічний контроль навколишнього середовища
Біологічний контроль навколишнього середовища включає дві основні групи методів: біоіндикації та біотестування. Застосування в якості біоіндикаторів рослин, тварин і навіть мікроорганізмів дозволяє проводити біомоніторинг повітря, води і грунту.
Біоіндикація ( bioindication ) - виявлення і визначення екологічно значимих природних і антропогенних навантажень на основі реакцій на них живих організмів безпосередньо в середовищі їх проживання. Біологічні індикатори мають ознаками, властивими системі або процесу, на підставі яких проводиться якісна або кількісна оцінка тенденцій змін, визначення або оціночна класифікація стану екологічних систем, процесу і явищ. В даний час можна вважати загальноприйнятим, що основним індикатором сталого розвитку в кінцевому підсумку є якість середовища проживання.
Біотестування ( bioassay ) - процедура встановлення токсичності середовища за допомогою тест-об'єктів, що сигналізують про небезпеку незалежно то того, я...
