Вопрос.Биоиндикация и биотестирование загрязнителей. Мониторинг окружающей природной среды.Вопро

Биоиндикация (bioindication) – метод определения качества среды обитания организмов по видовому составу и показателям количественного развития видов биоиндикаторов и структуре образуемых ими сообществ.

Биоиндикаторы загрязнения (bioindicators of contamonation) - 1) организмы, которые поглощают (накапливают) токсические вещества и способны в силу этого быть показателями загрязненности воды данным веществом; 2) организмы, свидетельствующие о загрязненности воды. По набору таких организмов в водоеме судят о качестве воды (Кузьменко и др., 1999).
В отличие от биомаркеров, биоиндикаторы не могут мгновенно реагировать на изменение экологических условий, т.к. их индикаторными свойствами являются популяционные процессы и процессы в сообществе в целом. Основным преимуществом биоиндикаторов перед биомаркерами является тот факт, что далеко не всегда кратковременное изменение условий, на которое реагирует биомаркеры, приводит к негативным изменениям в популяциях, сообществах и экосистемах (Семенченко, 2004).

Под биотестированием (bioassay) обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов.
Благодаря простоте, оперативности и доступности биотестирование получило широкую признание во всем мире и его все чаще используют наряду с методами аналитической химии. Фото А.Петросян

Биотестирование как метод оценки токсичности водной среды используется:

при проведении токсикологической оценки промышленных, сточных бытовых, сельскохозяйственных, дренажных, загрязненных природных и пр. вод с целью выявления потенциальных источников загрязнения,

в контроле аварийных сбросов высокотоксичных сточных вод,

при проведении оценки степени токсичности сточных вод на разных стадиях формирования при проектировании локальных очистных сооружений,

в контроле токсичности сточных вод, подаваемых на очистные сооружения биологического типа с целью предупреждения проникновения опасных веществ для биоценозов активного ила,

при определении уровня безопасного разбавления сточных вод для гидробионтов с целью учета результатов биотестирования при корректировке и установлении предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водоемы со сточными водами,

при проведении экологической экспертизы новых материалов, технологий очистки, проектов очистных сооружений и пр.

Тест-объект (test organism) - организм, используемый при оценке токсичности химических веществ, природных и сточных вод, почв, донных отложений, кормов и др.

 

Мониторинг окружающей среды

В природно-ресурсной базе сельского хозяйства тревожное положение. Промышленность, транспорт, авиация, коммунальное хозяйство резко увеличили загрязнение окружающей среды. Примитивное земледелие и животноводство, ошибки и неудачи в мелиорации, обработке почвы, чрезмерное стравливание пастбищ наряду с аридизацией привели во многих регионах к нарушению стабильности экосистем. Причем эти изменения столь глубоки, что могут стать необратимыми.

В некоторых районах потенциал земли в значительной степени подорван или полностью исчерпан. Поэтому важное значение приобретает мониторинг окружающей среды.

Под мониторингом понимают систему наблюдений, оценки и прогноза состояния окружающей природной среды. Мониторинг окружающей природной среды основан на трех независимых элементах: мониторинге окружающей природной среды, мониторинге искусственной или преобразованной окружающей среды и мониторинге антропосферы (см. схему). Объект первого мониторинга — абиотические компоненты окружающей среды (литосфера, гидросфера, педосфера и атмосфера). Мониторинг антропогенных изменений дает оценку и прогноз состояния преобразованной и искусственной окружающей среды. Мониторинг антропосферы осуществляется методами демографического и санитарно-гигиенического мониторингов.

В целом задачи, стоящие перед мониторингом, заключаются в выявлении и наблюдении за источниками и воздействиями антропогенных факторов на окружающую среду и прежде всего на биологические системы с конечной целью принятия решений по регулированию ее качества. Различают четыре группы антропогенных факторов.

1. Факторы-тела. К ним относятся измененный рельеф, водоемы, каналы, почвы, здания, интродуцированные виды животных и растений и т.д. Многие из этих факторов существуют длительное время. Например, курганы скифов, пирамиды фараонов и т.п. Как правило, факторы-тела неподвижны. Интродуцированные животные представляют в этом отношении исключение, как и растения, которые, распространяя семена с помощью ветра, насекомых и птиц, могут расширять свой ареал.

2. Факторы-вещества. Эти антропогенные факторы не ограничены пространством, степенью концентрации и воздействия на среду. К ним относятся аэрозоли, химические элементы и вещества, радиоактивные вещества, примеси в воде, промышленные сточные воды, выбросы предприятий и т.д. Одни из них быстро разрушаются, другие находятся в природе многие сотни и тысячи лет (радиоактивные элементы). Вследствие этого они могут накапливаться в почве и в живых организмах.

3.Факторы-процессы. Весьма многообразны. Это прежде всего различная деятельность человека, стихийная и направленная перевозка растений и животных, интродукция, выведение пород животных, селекция растений, эксплуатация природных ресурсов, коррозия металлов, вспашка почвы, различные виды эрозии почвы, изменение уровня воды, антропогенный круговорот элементов и веществ и т.д. Факторы-процессы отличаются большой динамичностью.

4. Факторы-явления. К этой группе относятся свет, тепло, радиоволны, электротоки, давление, загрязнение воды и атмосферы, шум, вибрация. Их действие пространственно ограничено, с увеличением расстояния от их источника они исчезают. Эти факторы отрицательно воздействуют не только на естественные процессы в природе, но и на живые организмы, в том числе и на человека. Например, из-за сильного шума не только ухудшается самочувствие человека, расстраиваются сон, важные физиологические процессы, но и снижаются удойность коров, яйценоскость кур и др. Статистические данные ряда зарубежных стран показывают, что в результате повышения интенсивности шума в городах производительность труда снижается на 15—20 %.

Надо иметь в виду, что антропогенные факторы не изолированы, а, как правило, действуют в виде определенного комплекса, вызывая синергический эффект. Следует предпринять самые действенные меры по борьбе с указанными неблагоприятными факторами, ибо кумулятивный эффект их бывает непредсказуем.

Мониторинг проводят как на локальном, местном, так и на глобальном уровне с установлением критических факторов воздействия, критических зон и элементов биосферы, которые максимально подвергаются воздействию этих факторов.