Биоиндикация окружающей природной среды



В статье авторы изучили биоиндикацию окружающей природной среды.

Ключевые слова: биоиндикация, окружающая среда, мониторинг, загрязнения.

В настоящее время деятельность человека наносит непоправимый ущерб нашей планете, и остановить это воздействие практически невозможно. Биоиндикационный мониторинг биологического загрязнения природной среды приобрел жизненно-важное значение, с помощью этого метода можно узнать не только текущий ущерб в природе, но и предотвратить его в мировой экологии. С помощью биондикации мы можем узнать о состоянии окружающей среды. Метод биондикации очень прост в использовании, не занимает много времени, и он не требует подручных средств.

Биоиндикация — это оценка экологических факторов и их динамики при помощи признаков или свойств самих экологических или биологических систем. При этом методы биоиндикации достаточно легко используются при мониторинге состояния окружающей среды. Биоиндикация существует на всех уровнях организации живой природы: биологических макромолекул, клеток, тканей и органов, организмов, популяций, сообществ, экосистем и биосферы в целом.

Биоиндикатор — группа особей одного вида или сообщества, по наличию или по состоянию которых, а также по их поведению судят о естественных и антропогенных изменениях в среде. С помощью биоиндикаторов можно обнаружить места скоплений в экосистемах различного рода загрязнений, а также проследить скорость происходящих в окружающей среде изменений.

Биоиндикацию часто путают с биотестированием. Но они совсем разные, если при биондикации организмы извлекаются из природы и оценивают степень загрязненности окружающей среды, то при биотестировании берут пробы воды, почвы и оценивается в лабораторных объектах.

Биотестирование (bioassay) — процедура установления токсичности среды с помощью тест — объектов, сигнализирующих нарушением жизненно важных функций об изменениях в среде.

Загрязнение окружающей среды — это повышенное содержание в ней физических, химических и биологических реагентов, которые приводят к негативным последствиям.

В настоящее время при оценке состояния окружающей среды ведущая роль отводится физическим и химическим методам экологического контроля. Их сущность сводится к сравнению загрязнения отдельных компонентов природных комплексов с предельно допустимой концентрации (ПДК) или предельно допустимые уровни (ПДУ). Однако существующие системы нормативов не обеспечивают экологическую безопасность экосистем.

Методы биоиндикации используют для оценки качества среды обитания и ее отдельных показателей по состоянию организмов и биоценозов в природных условиях. Биоиндикаторы — это виды, группы видов или сообщества, по различным показателям которых судят о качестве воды, воздуха, почвы и состояния экосистем.

Используя методы биоиндикации, необходимо помнить, что, несмотря на оперативность получения данных и техническую простоту, точность оценки не всегда соответствует точности инструментальных методов. Поэтому методы биоиндикации ограничены в своем использовании.

Растения занимают особое место в биондикаторной оценке состояния окружающей среды. Так как растения очень чувствительны к загрязнению окружающей среды, проявляют особую чувствительность к действию газообразных токсикантов, а также к тяжелым металлам.

С помощью растений проводится биондикация всей окружающей среды. Индикаторные растения используются при оценке механического и кислотного состава почв, их плодородия, увлажнения и засоления, степени минерализации грунтовых вод и степени загрязнения атмосферного воздуха газообразными соединениями.

Растения являются одним из важнейших компонентов биологического мониторинга, поскольку они чувствительны к окружающей среде. Негативное влияние на них оказывает все выбросы в атмосферу, особенно такие химические соединения как оксид серы, соединения фтора, углеводороды и окись углерода, которая применяется в автомобильных выбросах.

Микроорганизмы-наиболее быстрее реагируют на состояние окружающей среды биондикаторы. Их развитие зависит от органических и неорганических веществ в среде, так как микроорганизмы могут разрушить соединения естественного и антропогенного происхождений.

Сейчас же благодаря исследованиям ученных нашего времени, выяснилось, что биоиндикация загрязнения окружающей среды с помощью микроорганизмов, наиболее выигрышнее благодаря своей чувствительности, нежели многие химические и физические методы.

Метод биоиндикации с помощью микроорганизмов является основой биомониторинга окружающей среды. Из-за того, что для микроорганизмов характерны прямые и специфические реакции, а также высокая чувствительность, то при их использовании возможна быстрая индикация, что очень важно для решения проблем экологии окружающей среды.

Микроорганизмы широко распространены в почвах, способны, длительное время сохранятся. Так, например, споры палочки сибирской язвы остаются жизнеспособными в почве десятки лет.

В городе Нижнекамске уровень загрязнения окружающей среды характеризуется как «высокий». Основное негативное влияние на состояние окружающей среды оказывает комплекс нефтехимических производств, энергетики, предприятия стройиндустрии и автотранспорт. Городские зеленые насаждения получают целый комплекс загрязнителей из воздуха, которые проникают в листья и из загрязненных почв и вод.

Для проведения собственного исследования загрязненности воздуха в г. Нижнекамск была взята методика расчета загрязнения воздуха по В. И. Артамонову. В качестве биоиндикаитора мы использовали сосну обыкновенную (Pínus sylvéstris). Данный объект был выбран для исследования не случайно, так как ель сильно реагирует на загрязнение воздуха.

Для анализа мы выбрали 2 участка на территории города с разной степенью антропогенной нагрузки и определили в них 3 участка, которые отличаются загрязненностью атмосферы. Согласно методике, мы собрали 50 хвоинок с 3 деревьев.

Исходя из результатов таблицы, можно сделать вывод о том, что большое количество хвои с усыханием и некрозом характерны для сосен, расположенных ближе к проезжей части. Хвоинки с меньшим количеством усыхания и некроза характерны для сосен, расположенных в глубине парка, вдали от дороги.

Таким образом, мы изучили такую важную тему, как биоиндикация окружающей среды, освоили и получили новые знания в данной сфере, а также опробовали метод биоиндикации по хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris). Получены важные теоретические и практические знания в области применения методов биоиндикации для проведения экологического мониторинга.

Метод биоиндикации имеет много преимуществ (организмы могут характеризовать не только состояние среды в данный момент, но и ее изменение за длительное время; биоиндикация дает оценку сразу комплексу антропогенных воздействий; для биондикации не нужны дорогостоящие приборы и оборудование; биоиндикация позволяет оперативно осуществлять мониторинг за состоянием среды). Но, к сожалению, метод биоиндикации имеет и недостатки (биоиндикация позволяет в первую очередь регистрировать только качественное присутствие загрязнителя; биоиндикация не заменяет детальных лабораторных анализов; разные загрязнители часто действуют одинаково, они могут усиливать действие друг друга).

На основании результатов собственного исследования можно сделать следующие выводы:

1. По результатам изучения хвои сосны обыкновенной(лат), можно сделать вывод, что в г. Нижнекамск, на проанализированных нами участках разная степень загрязнения.
2. Растения-биондикаторы чувствительны к ухудшению состояния окружающей среды. Чем ближе посажены деревья к дороге, тем выше их загрязнение;
3. Увеличение антропогенного воздействия, а именно хозяйственной деятельности человека, особенно в последнее столетие, нарушило баланс окружающей среды, что в будущем может привести к необратимым процессам и подставить жизнь и здоровье человечества и животного мира под сомнение.