Биоиндикация почв по растениям

Исследование состояния почвы на приусадебном участке методом биоиндикации.

В настоящее время особое внимание уделяется проблемам загрязнения городских экосистем и факторам, характеризующим их состояние, которые получили название индикаторов окружающей среды. К ним относятся: пробы почв, воздуха, воды и т.д. Но все это дорогостоящие лабораторные методы определения состояния среды. К более простым и доступным индикаторам относятся биоиндикаторы: микроорганизмы, растения и животные.
Актуальность биоиндикации обусловлена также простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды. Например, при засолении почвы в городе листья липы по краям желтеют еще до наступления осени. Выявить такие участки можно, просто осматривая деревья. В таких случаях биоиндикация позволяет быстро обнаружить наиболее загрязненные местообитания

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

МОУ СОШ №3 г Рассказово Тамбовской области

Исследование состояния почвы на приусадебном участке методом биоиндикации.

Работу выполнил: Клубникин Александр,

учащийся 9 класса Е

Руководитель: Ерова О.В.

г.Рассказово Тамбовской области 2012 год

В настоящее время особое внимание уделяется проблемам загрязнения городских экосистем и факторам, характеризующим их состояние, которые получили название индикаторов окружающей среды. К ним относятся: пробы почв, воздуха, воды и т.д. Но все это дорогостоящие лабораторные методы определения состояния среды. К более простым и доступным индикаторам относятся биоиндикаторы: микроорганизмы, растения и животные.
Актуальность биоиндикации обусловлена также простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды. Например, при засолении почвы в городе листья липы по краям желтеют еще до наступления осени. Выявить такие участки можно, просто осматривая деревья. В таких случаях биоиндикация позволяет быстро обнаружить наиболее загрязненные местообитания

Цель: определение состояния почвы на приусадебном участке с помощью биоиндикации для выращивания экологически чистой продукции.

1. Найти необходимые сведения в литературе по данной теме,

2. Ознакомиться с методикой исследования почв по растениям-биоиндикаторам

3. Определить данным методом плодородие, кислотность почв и уровень залегания грунтовых вод на исследуемой территории;

4. Сделать выводы о типе почв и оценить возможность выращивания экологически чистой продукции .

Гипотеза: Растения, как и другие организмы хорошо приспособлены к определенным условиям среды. Если знать, какие растения преобладают на исследуемом участке, то можно определить особенности почвы этого участка.

Биоиндикация — это оценка состояния среды с помощью живых объектов. Живые объекты (или системы) — это клетки, организмы, популяции, сообщества. С их помощью может проводиться оценка как абиотических факторов (температура, влажность, кислотность, соленость, содержание поллютантов и т.д.), так и биотических (благополучие организмов, их популяций и сообществ) Термин «биоиндикация» чаще используется в европейской научной литературе, а в американской его обычно заменяют аналогичным по смыслу названием «экотоксикология».
Часто задают вопрос: «Почему для оценки качества среды приходится использовать живые объекты, когда это проще делать физико-химическими методами?» По мнению Ван Штраалена (1998), существуют по крайней мере три случая, когда биоиндикация становится незаменимой.

1. Фактор не может быть измерен. Это особенно характерно для попыток реконструкции климата прошлых эпох. Так, анализ пыльцы растений в Северной Америке за длительный период показал смену теплого влажного климата сухим прохладным и далее замену лесных сообществ на травяные. В другом случае остатки диатомовых водорослей (соотношение ацидофильных и базофильных видов) позволили утверждать, что в прошлом вода в озерах Швеции имела кислую реакцию по вполне естественным причинам.

2. Фактор трудно измерить Некоторые пестициды так быстро разлагаются, что не позволяют выявить их исходную концентрацию в почве. Например, инсектицид дельтаметрин активен лишь несколько часов после его распыления, в то время как его действие на фауну (жуков и пауков) прослеживается в течение нескольких недель.

3. Фактор легко измерить, но трудно интерпретировать Данные о концентрации в окружающей среде различных поллютантов (если их концентрация не запредельно высока) не содержат ответа на вопрос, насколько ситуация опасна для живой природы. Показатели предельно допустимой концентрации (ПДК) различных веществ разработаны лишь для человека. Однако, очевидно, эти показатели не могут быть распространены на другие живые существа Есть более чувствительные виды, и они могут оказаться ключевыми для поддержания экосистем. С точки зрения охраны природы, важнее получить ответ на вопрос, к каким последствиям приведет та или иная концентрация загрязнителя в среде. Эту задачу и решает биоиндикация, позволяя оценить биологические последствия антропогенного изменения среды Физические и химические методы дают качественные и количественные характеристики фактора, но лишь косвенно судят о его биологическом действии Биоиндикация, наоборот, позволяет получить информацию о биологических последствиях изменения среды и сделать лишь косвенные выводы об особенностях самого фактора Таким образом, при оценке состояния среды желательно сочетать физико-химические методы с биологическими.

Теоретической предпосылкой применения почвенно-зоологического метода для целей диагностики почв является сформулированное М.С.Гиляровым в 1949 г. представление об «экологическом стандарте» вида — потребности вида в определенном комплексе условий среды. Каждый вид в пределах своего ареала встречается только в тех местообитаниях, которые обеспечивают полный комплекс необходимых для проявления жизнедеятельности условий. Амплитуда варьирования отдельных факторов среды характеризует экологическую пластичность вида. Эврибионты мало пригодны для индикационных целей, тогда как стенобионты служат хорошими индикаторами определенных условий среды и свойств субстрата. Это положение представляет собой общий теоретический принцип в биологической диагностике. Однако использование для индикации одного вида не дает полной уверенности в правильности выводов (здесь имеет место «правило смены местообитаний» и как следствие смена экологических характеристик вида). Лучше исследовать весь комплекс организмов, из которых одни могут быть индикаторами на влажность, другие — на температуру, третьи — на химический или механический со став. Чем больше общих видов почвенных животных встречается на сравниваемых участках, тем с большей долей вероятности можно судить о сходстве их режимов, а следовательно, о единстве почвообразовательного процесса. Менее других полезны микроскопические формы — простейшие и микроартроподы (клещи, ногохвостки). Их представители отличаются космополитизмом в силу того, что почва для них не выступает как единая среда обитания: они живут в системе пор, капилляров, полостей, которые можно найти в любой почве. Из микроартропод наиболее хорошо изучены индикаторные свойства панцирных клещей. Состав их комплексов сообществ зависит не только от почвенных условий, но и от характера и флористического состава растительности, поэтому данный объект перспективно использовать для индикации повреждающих воздействий на почву. Особенно ценны и удобны для индикационных работ сообщества крупных беспозвоночных (дождевые черви, многоножки, личинки насекомых). Так, стафилиниды рода Bledius и чернотелки рода Belopus показательны для солончаково-солонцовых почв, многоножки-кивсяки, некоторые мокрецы и легочные моллюски служат индикаторами содержания в почве извести. Дождевые черви Octolasium lacteum и некоторые виды проволочников являются показателями высокого содержания кальция в грунтовых водах.

Особенности использования растений в качестве биоиндикаторов

С помощью растений можно проводить биоиндикацию всех природных сред. 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, а также при выявлении трофических свойств водоемов и степени их загрязнения поллютантами. Например, на содержание в почве свинца указывают виды овсяницы (Festuca ovina и др.), полевицы (Agrostis tenuis и др.); цинка — виды фиалки (Viola tricolor и др.), ярутки (Tlaspi alpestre и др.); меди и кобальта — смолевки (Silene vulgaris и др.), многие злаки и мхи. Чувствительные фитоиндикаторы указывают на присутствие загрязняющего вещества в воздухе или почве ранними морфологическими реакциями — изменением окраски листьев (появление хлорозов; желтая, бурая или бронзовая окраска), различной фор мы некрозами, преждевременным увяданием и опаданием листвы. У многолетних растений загрязняющие вещества вызывают изменение размеров, формы, количества органов, направления роста побегов или изменение плодовитости. Подобные реакции обычно неспецифичны.

Б. В. Виноградов классифицировал индикаторные признаки растений как флористические, физиологические, морфологические к фитоценотические. Флористическими признаками являются различия состава растительности изучаемых участков, сформировавшиеся вследствие определенных экологических условий. Индикаторное значение имеет как присутствие, так и отсутствие вида. К физиологическим признакам относятся особенности обмена веществ растений, к анатомо-морфологическим признакам — особенности внутреннего и внешнего строения, различного рода аномалии развития и новообразования, к фитоценотическим при знакам – особенности структуры растительного покрова: обилие и рассеянность видов растений, ярусность, мозаичность, степень сомкнутости.

Очень часто в целях биоиндикации используются различные аномалии роста и развития растения — отклонения от общих закономерностей. Ученые систематизировали их в три основные группы, связанные: (1) с торможением или стимулированием нормального роста (карликовость и гигантизм); (2) с деформациями стеблей, листьев, корней, плодов, цветков и соцветий; (3) с возникновением новообразований (к этой группе аномалий роста относятся также опухоли).

Гигантизм и карликовость многие исследователи считают уродствами. Например, избыток в почве меди вдвое уменьшает размеры калифорнийского мака, а избыток свинца приводит к карликовости смолевки.

В целях биоиндикации представляют интерес следующие де формации растений:

· фасциация — лентовидное уплощение и сращение стеблей, корней и цветоносов;

· махровость цветков, в которых тычинки превращаются в лепестки;

· пролификация — прорастание цветков и соцветий;

· асцидия — воронковидные, чашевидные и трубчатые листья у растений с пластинчатыми листьями;

· редукция — обратное развитие органов растений, вырождение;

· нитевидность — нитчатая форма листовой пластинки;

· филлодий тычинок — превращение их в плоское листовидное образование.

Биомониторинг может осуществляться путем наблюдений за отдельными растениями-индикаторами, популяцией определенного вида и состоянием фитоценоза в целом. На уровне вида обычно производят специфическую индикацию какого-то одного загрязнителя, а на уровне популяции или фитоценоза — общего состояния природной среды.

По своим физическим качествам и химической характеристике наши почвы очень разнообразны: одни хорошо удерживают влагу, другие, наоборот, свободно пропускают ее в надлежащие горизонты сразу же после дождя или полива; одни щелочные, содержат много извести, другие кислые; одни плодородные, богатые питательными веществами, другие настолько бедные, что там просто ничего не растет. Сорные растения приспособились жить везде, где есть хотя бы немного солнца и влаги, однако некоторые из них, чтобы сохранить свой вид, предпочитают определенные климат и почву. А чтобы правильно расшифровать их «показания», надо найти на одном месте несколько растений, представителей одной и той же группы. Вездесущие сорняки, так досаждающие нам в саду и огороде, оказывается, способные и на добрые дела. Во-первых, почти все они очень хорошие лекарственные растения, а некоторые даже съедобные. А во-вторых, многие сорняки неплохие биоиндикаторы, способные рассказать немало интересного о вашей почве.

О повышенном содержании токсичных металлов и неметаллов в почвах можно догадаться по ненормальному росту определенных растений (т.е. тоже с помощью биоиндикации). Если у злаков отмечается задержка в росте, темно-зеленые листья с отмиранием кончиков при пурпурной окраске стеблей, то можно сказать, что в почве содержатся повышенные количества алюминия. Бурые края листьев у бобовых, моркови, редиса, шпината, овса, красноватые жилки и черешки, скрученные листья и бурые недоразвитые корни сигнализируют о повышенных количествах кадмия. Окраска листьев от темно-коричневой до пурпурной появляется от высокого содержания в почве железа. Повышенное содержание ртути в почве вызывает торможение ростков и корней, побледнение листьев и появление на них бурых точек у сахарной свеклы и розы. Появление буровато-черных или красных некротических пятен на листьях злаков, бобовых, картофеля, капусты, отмирание старых, засыхание кончиков молодых листьев указывают на большое загрязнение среды марганцем. Признаки повышенного содержания в почве свинца и рубидия схожи: у злаков наблюдаются темно-зеленые листья, чахлая листва. Но есть и отличие: при свинцовой интоксикации корни растения становятся бурыми и чахлыми, а при рубидиевой — увеличивается количество побегов. Полное почернение или пожелтение молодых листьев при розоватых пятнах на корнях возникает при селеновом загрязнении.

Методика проведения исследований .

Для характеристики почв можно использовать индикаторные виды растений, которые могут свидетельствовать о водном режиме почв, их кислотности, обеспеченности элементами минерального питания, состояния плодородия. Мониторинг почв методом биоиндикации проводят путем закладывание пробных площадок на исследуемой территории и определения видового состава растительности на них. Далее по справочным таблицам определяют состояние почв .

Таблица 1. Растения – индикаторы плодородия почв

Малина, крапива, иван-чай, таволга, сныть, чистотел, копытень,

кислица, валериана, чина луговая, костер безостый.

Источник

Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО «Электротяга» с оценкой по биоиндикатору

Методика отбора почв. Биоиндикация почвы при помощи растений. Исследование загрязнений почвы с помощью анализа роста и развития биоиндикатора кресс-салата. Значение растения — накапливающего индикатора для выяснения степени загрязнения окружающей среды.

КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

ПМ.01 Проведение мероприятий по защите окружающей среды от вредных воздействий

Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО «Электротяга» с оценкой по биоиндикатору

Мацкевич Ангелина Александровна

Руководитель: А.Д. Вахмина

Раздел 1. Отбор проб почвы

1.1 Методика отбора почв

1.2 Методы и виды отбора проб почвы

Раздел 2. Биоиндикация почвы при помощи растений

2.1 Биоиндикация и ее виды

Раздел 3. Исследование загрязнений почвы с помощью анализа роста и развития биоиндикатора кресс-салата

3.1 Биоиндикатор кресс-салат.

3.2 Использование метода биоиндикации на практике

В современном мире особенно важна проблема сохранения не только почв, но и биоразнообразия, в том числе и человека, напрямую связанного с ухудшением экологической ситуации. Для своевременной оценки состояние окружающей среды создана система экологического мониторинга, включающего химические, физические и биологические методы оценки качества среды.

Актуальность проблемы загрязнения почвы обусловлена тем, что год от года увеличивается антропогенное воздействие на окружающую среду. В данный момент возросла необходимость сохранять почву, особенно в городской среде. Мировое производство продуктов питания постоянно растет и это требует не только сохранения, но и постоянного повышения плодородия почвы. Всякая почва обладает той или иной плодородностью, но если постоянно только извлекать из нее элементы питания и не вносить органические и минеральные удобрения, то плодородие падает. С древних времен люди научились отличать по цвету, структуре и другим внешним показателям различать виды почв, одни из которых являются более благоприятными для выращивания растений, а другие вовсе не подходят для сельскохозяйственной и иной деятельности. Сохранение почвы жизненно важно для человека. Почва играет роль биологического нейтрализатора различных загрязнений, является важнейшим компонентом биосферы планеты. Современный почвенный покров формировался в течении тысячелетий.

Различают два вида загрязнений почвы — антропогенное и естественное. Естественное загрязнение почв возникает в результате природных процессов в биосфере, происходящих без участия человека и приводящих к поступлению в почву химических веществ из атмосферы, литосферы или гидросферы, например, в результате выветривания горных пород или выпадения осадков в виде дождя или снега, вымывающих загрязняющие ингредиенты из атмосферы.

Наиболее опасно для природных экосистем и человека антропогенное загрязнение почвы, особенно техногенного происхождения. Наиболее характерными загрязнителями являются пестициды, удобрения, тяжелые металлы и другие вещества промышленного происхождения. В основном загрязнители в почву поступают из атмосферных осадков (дождь, снег и др.), со сбросом твердых и жидких отходов промышленного и бытового происхождения и при использовании пестицидов и удобрений в сельскохозяйственном производстве. Почва может загрязнять окружающую среду, так как, накапливая в себе вредные вещества, она постепенно начинает их распространять (с осадками, ветром и т. д.).

ОАО «Электротяга» является единственным в России производителем аварийно-резервных и циклируемых свинцово-кислотных аккумуляторов для подводных лодок.

Рис.1 Место отбора пробы.

Вероятно, что почва на территории предприятия, а так же близлежащие участки могут быть загрязнены соединениями свинца и кислотами, которые способны накапливаться в почве. Накопление данных веществ в почве является опасным не только для растений, но и для животных и людей. Предприятие находится в Кировском районе Санкт-Петербурга по улице Калинина 50-А. Улица Калинина — улица в Кировском районе Санкт-Петербурга. Проходит от реки Таракановки до соединительной линии железной дороги. Дальше улица продолжается на территории Кировского завода.

Цель работы — осуществить мониторинг почв ОАО «Электротяга» по биоиндикатору.

Задачи для выполнения цели работы:

— отобрать пробы почвы на данной территории;

— провести химический анализ данной почвы для нахождения загрязнителей и установления общего состояния почвы;

— проанализировать тип почвы;

— высадить на два образца почвы семена растения биоиндикатора кресс-салат;

— сравнить 2 образца растений, их развитие и т. д.;

— сделать выводы о загрязнении растений на территории отбора проб почвы.

Раздел 1. Отбор проб почвы

1.1 Методика отбора проб почвы

Согласно ГОСТ 17.4.4.02-84 «Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа»: «Отбор проб проводят для контроля загрязнения почв и оценки качественного состояния почв естественного и нарушенного сложения» [3]. Показатели, подлежащие контролю, выбирают из указанных в ГОСТ 17.4.2.01-81[1] и ГОСТ 17.42.02-83 [2].

Отбор проб для химического, бактериологического и гельминтологического анализов проводят не менее 1 раза в год. Для контроля загрязнения тяжелыми металлами отбор проб проводят не менее 1 раза в 3 года. Для контроля загрязнения почв детских садов, лечебно-профилактических учреждений и зон отдыха отбор проб проводят не менее 2 раз в год — весной и осенью. При изучении динамики самоочищения отбор проб проводят в течение первого месяца еженедельно, а затем ежемесячно в течение вегетационного периода до завершения активной фазы самоочищения. [ГОСТ 17.4.4.02-84]

Отбор проб почв крайне важен для определения состояния территории. Загрязнения почв могут быть как и весьма безобидными, так и приносящими вред здоровью человека, животных и растений, а так же могут приводить к исчезновению некоторых популяций растений и животных на данной территории. Поэтому на каждом предприятии должны соблюдаться определенные правила, для того, чтобы избежать вышеперечисленных экологических ситуаций.

1.2 Методы и виды отбора проб почвы

Точечные пробы отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоев или горизонтов методом конверта, по диагонали или любым другим способом с таким расчетом, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоев данного типа почвы. Количество точечных проб должно соответствовать ГОСТ 17.7.3.01-83

Точечные пробы отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром.

Объединенную пробу составляют путем смешивания точечных проб, отобранных на одной пробной площадке.

Для химического анализа объединенную пробу составляют не менее, чем из пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки. Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг.

Для контроля загрязнения поверхностно распределяющимися веществами — нефть, нефтепродукты, тяжелые металлы и др. — точечные пробы отбирают послойно с глубины 0-5 и 5-20 см массой не более 200 г. каждая.

Для контроля загрязнения легко мигрирующими веществами отбирают точечные пробы. При отборе точечных проб и составлении объединенной пробы должна быть исключена возможность их вторичного загрязнения.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения тяжелых металлов, отбирают инструментом, не содержащим металлов. Перед отбором точечных проб стенку прикопки или поверхность керна следует зачистить ножом из полиэтилена или полистирола или пластмассовым шпателем.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения летучих химических веществ, следует сразу поместить во флаконы или стеклянные банки с притертыми пробками, заполнив их полностью до пробки.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения пестицидов, не следует отбирать в полиэтиленовую или пластмассовую тару.

Для бактериологического анализа с одной пробной площадки составляют 10 объединенных проб. Каждую объединенную пробу составляют из трех точечных проб массой от 200 до 250 г каждая, отобранных послойно с глубины 0-5 и 5-20 см.

Пробы почвы, предназначенные для бактериологического анализа, в целях предотвращения их вторичного загрязнения следует отбирать с соблюдением условий асептики: отбирать стерильным инструментом, перемешивать на стерильной поверхности, помещать в стерильную тару.

Для гельминтологического анализа с каждой пробной площадки берут одну объединенную пробу массой 200 г, составленную из десятиточечных проб массой 20 г каждая, отобранных послойно с глубины 0-5 и 5-10 см. При необходимости отбор проб проводят из глубоких слоев почвы послойно или по генетическим горизонтам. Все объединенные пробы должны быть зарегистрированы в журнале и пронумерованы. На каждую пробу должен быть заполнен сопроводительный талон. В процессе транспортировки и хранения почвенных проб должны быть приняты меры по предупреждению возможности их вторичного загрязнения.

Пробы почвы для химического анализа высушивают до воздушно-сухого состояния по ГОСТ 5180-75. Воздушно-сухие пробы хранят в матерчатых мешочках, в картонных коробках или в стеклянной таре.

Пробы почвы, предназначенные для определения летучих и химически нестойких веществ, доставляют в лабораторию и сразу анализируют.

Раздел 2. Биоиндикация почвы при помощи растений

2.1 Биоиндикация и ее виды

Биоиндикация — обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов непосредственно в среде их обитания. Биологические индикаторы обладают признаками, свойственными системе или процессу, на основании которых производится качественная или количественная оценка тенденций изменений, определение или оценочная классификация состояния экологических систем, процессов и явлений. В настоящее время можно считать общепринятым, что основным индикатором устойчивого развития в конечном итоге является качество среды обитания.

Изменения растительности под действием различных факторов внешней среды влияют на состояние биогеоценоза в целом и, вследствие этого, могут использоваться в качестве диагностических признаков. Сведения о структурно-функциональных нарушениях, характере поступления, превращении и аккумуляции токсикантов в органах растений в техногенной среде можно получить с использованием различных методов (анатомических, физиологических, биохимических и т.д.).

Существует две формы биоиндикации: когда одинаковые реакции организма могут быть вызваны различными факторами среды (в том числе и антропогенного происхождения) — тогда речь идёт о неспецифической биоиндикации; когда изменения реакции чётко связаны с изменением конкретного фактора — специфическая биоиндикация.

Биоиндикация может быть специфической и неспецифической. В первом случае изменения живой системы можно связать только с одним фактором среды. Например, высокая концентрация в воздухе озона вызывает появление на листьях табака (сорта Веl WЗ) серебристых некрозных пятен. Во втором случае различные факторы среды вызывают одну и ту же реакцию. Например, снижение численности почвенных беспозвоночных может происходить и при различных видах загрязнения почвы, и при вытаптывании, и в период засухи и по другим причинам.

При другом подходе различают прямую и косвенную биоиндикацию. О прямой биоиндикации говорят, когда фактор среды действует на биологический объект непосредственно. В описанном выше случае серебристые пятна на листьях табака возникают от прямого действия озона.

При косвенной биоиндикации фактор действует через изменение других (абиотических или биотических) факторов среды. Например, применение одного из гербицидов (2,2-дихлорпропионовой кислоты) на лугу ведет к уменьшению злаков в растительном покрове (с 55 до 12%) и, соответственно, увеличению разнотравья, что может рассматриваться как прямая биоиндикация.

Существуют различные виды биоиндикации. Если одна и та же реакция вызывается различными факторами, то говорят о неспецифической биоиндикации. Если же те или иные происходящие изменения можно связать только с одним фактором, то речь идет о специфической биоиндикации. Например, лишайники и хвойные деревья могут характеризовать чистоту воздуха и наличие промышленных загрязнений в местах их произрастания. Видовой состав животных и низших растений, обитающих в почвах, является специфическим для различных почвенных комплексов, поэтому изменения этих группировок и численности видов в них могут свидетельствовать о загрязнении почв химическими веществами или изменении структуры почв под влиянием хозяйственной деятельности.

Методы биоиндикации подразделяются на два вида: регистрирующая биоиндикация и биоиндикация по аккумуляции. Регистрирующая биоиндикация позволяет судить о воздействии факторов среды по состоянию особей вида или популяции, а биоиндикация по аккумуляции использует свойство растений и животных накапливать те или иные химические вещества (например, содержание свинца в печени рыб, находящихся на конце пищевой цепочки, может достигать 100-300 ПДК). В соответствии с этими методами различают регистрирующие и накапливающие индикаторы.

Регистрирующие биоиндикаторы реагируют на изменения состояния окружающей среды изменением численности, фенооблика, повреждением тканей, соматическими проявлениями (в том числе уродливостью), изменением скорости роста и другими хорошо заметными признаками. В качестве примера регистрирующих биоиндикаторов можно назвать лишайники, хвою деревьев (хлороз, некроз) и их суховершинность. Однако с помощью регистрирующих биоиндикаторов не всегда возможно установить причины изменений, то есть факторы, определившие численность, распространение, конечный облик или форму биоиндикатора. Это один из основных недостатков биоиндикации, поскольку наблюдаемый эффект может порождаться разными причинами или их комплексом.

Накапливающие индикаторы концентрируют загрязняющие вещества в своих тканях, определенных органах и частях тела, которые в последующем используются для выяснения степени загрязнения окружающей среды при помощи химического анализа.

Какой бы современной ни была аппаратура для контроля загрязнения и

определения вредных примесей в окружающей среде, она не может сравниться со сложно устроенным «живым прибором». Правда, у живых приборов есть серьезный недостаток — они не могут установить концентрацию какого-либо вещества в многокомпонентной смеси, реагируя сразу на весь комплекс веществ. В то же время физические и химические методы дают количественные и качественные характеристики фактора, но позволяют лишь косвенно судить о его биологическом действии. С помощью биоиндикаторов можно получить информацию о биологических последствиях и сделать только косвенные выводы об особенностях самого фактора.

Мониторинг с применением накапливающих биоиндикаторов зачастую требует применения сложных и дорогостоящих приборов, оборудования, трудоемких методик, что под силу только специальным лабораториям. Но в основном методы биоиндикации не требуют значительных затрат труда, сложного и дорогостоящего оборудования, а поэтому могут широко использоваться в школьном экомониторинге.

Наиболее конструктивно использовать биоиндикаторы одновременно с инструментальным контролем за состоянием окружающей природной среды, применяемым при локальном мониторинге источников или объектов загрязнения.

2.2 Растения биоиндикаторы

Растения биоиндикаторы — это растения, для которых характерна резко выраженная адаптация к условиям окружающей среды. При наличии таких растений можно качественно или количественно оценить условия окружающей среды. Примеры растений биоиндикаторов:

Почва богата азотом: Крапива двудомная, Подмаренник цепкий, Купырь, Лебеда, Звездчатка средняя, Крестовник, Лютик едкий.

Почва бедна азотом: Очиток, Морковь дикая, Пупавка.

Кислые почвы: Пупавка полевая, Мята полевая, Черника, Эрика, Бухарник, Щавель кислый.

Щелочные почвы: Люцерна посевная, Льнянка, Фиалка полевая.

Известняк: Лютик, Прострел, Молочай-солнцегляд, Люцерна, Льнянка, Мать-и-мачеха.

Влажная почва: Щавель, Бодяк огородный, Сердечник луговой, Купальница европейская.

Заболачивание: Хвощ полевой, Таволга, Мята полевая, Мать-и-мачеха.

Солёные почвы: Солерос, Лебеда.

Песчаные почвы: Звездчатка средняя, Коровяк.

Уплотнённые почвы: Подорожник большой, Лютик большой, Лютик ползучий, Пырей ползучий, Лапчатка гусиная.

Глинистые и суглинистые почвы: Лютик ползучий, Одуванчик.

Тяжёлые металлы в почве: Фиалка, Анютины глазки, Сон-трава.

Открытый солнечный участок земли: Золотарник канадский.

Затенённый участок земли: Кислица, Сныть обыкновенная. Многие живые организмы реагируют на любые изменения в окружающей среде. Это свойство замечать химические, экологические, физические изменения носит название биоиндикация, и проявляется в особенностях роста и развития этих живых организмов. Часто в виде индикаторов выступают именно растения или их группы, которые показывают качество условий проживания. Например, лишайники очень чувствительны к повышению в воздухе концентрации диоксида серы, поэтому вблизи автомагистралей, металлургических предприятий, ТЭС они практически не встречаются.

Из растений прибрежных зон или водоемов следует отметить, как индикаторы чистоты: кувшинки белые, ольха черная, верба. Они негативно реагируют на любое повышение уровня загрязненности. А вот чрезмерное «цветение» воды из-за сине-зеленых водорослей свидетельствует об органическом загрязнении.

Благодаря способности многих растений накапливать в себе вредные вещества, такие как тяжелые металлы, можно определить состав почвы и воздуха, проведя биохимический анализ частей растения. Из-за этого свойства не рекомендуется употреблять в пищу растения, произрастающие возле дорог или больших промышленных предприятий.

Критерии выбора биоиндикатора:

Подобные документы

Биоиндикация и ее виды. Методы и виды отбора проб почвы. Исследование загрязнений почвы с помощью анализа роста и развития биоиндикатора кресс-салата. Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО «Электротяга» с оценкой по биоиндикатору.

курсовая работа [481,5 K], добавлен 03.01.2016

Методы и виды отбора проб почвы для мониторинга ее загрязнения. Биоиндикация почвы при помощи растений, характеристика основных растений-биоиндикаторов. Исследование загрязнений почвы с помощью анализа роста и развития биоиндикатора — кресс-салата.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 21.12.2015

Методы оценки загрязнения почв в объективном представлении о состояние почвы. Оценка опасности загрязнения почв. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы. Биодиагностика техногенного загрязнения почв.

реферат [54,0 K], добавлен 13.04.2008

Виды загрязнения почвы, их характеристика. Оптимальные значения рН почвы для выращивания основных сельскохозяйственных культур. Соли, наиболее опасные при засолении почвы. Принимаемые меры для восстановления плодородия почвы при обнаружении ее засоления.

контрольная работа [28,8 K], добавлен 10.01.2017

Строение и жизнедеятельность бактерий. Микробная индикация биологического, фекального и техногенного загрязнения водных экосистем. Микробиологическое исследование почвы. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы. Загрязнение почв тяжелыми металлами.

реферат [335,0 K], добавлен 01.10.2015

Понятие почвы, ее структура. Основные причины загрязнения почв: неорганические отходы, радиоактивные вещества, засоление пестицидами. Анализ основных источников загрязнения почв: жилые дома и бытовые предприятия, транспорт, промышленные предприятия.

презентация [8,4 M], добавлен 14.05.2012

Понятие и структура почвы. Источники ее загрязнения. Виды загрязняющих природную среду веществ. Характеристики основных загрязнителей. Методы их контроля Исследование почв территории поселка по содержанию в них кислотности, железа, нитратов и кальция.

курсовая работа [587,8 K], добавлен 27.02.2014

Контроль загрязнения почв промышленными источниками и транспортными магистралями. Изучение особенностей отбора, транспортирования, хранения, подготовки к анализу и анализа проб. Исследование методов титрования, гравиметрии, фотометрии и полярографии.

доклад [25,6 K], добавлен 13.01.2016

Микробиологическая диагностика и индикация почв. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы. Минеральные удобрения как фактор воздействия на видовой состав почвенных микроорганизмов. Загрязнение почв тяжелыми металлами.

курсовая работа [45,7 K], добавлен 08.05.2012

Роль и значение процессов минерализации органических веществ, протекающих при активном участии аэробных бактерий. Определение влияния загрязнения почв на здоровье людей. Нормирование загрязнения. Последствия недостатка или избытка микроэлементов в почве.

реферат [49,7 K], добавлен 10.06.2014

Источник