Курсовая теория на тему Биоиндикация как направление биологического мониторинга среды

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 2
1. ПОНЯТИЕ И ФОРМЫ БИОИНДИКАЦИИ 5
1.1. Биоиндикация и её уровни 5
1.2. Биоиндикаторы и их виды 10
2. БИОИНДИКАЦИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ 15
2.1 Биоиндикация в наземно-воздушной среде с помощью растений 15
2.2 Биоиндикация в водной среде 17
2.3 Биоиндикация в почве 22
2.4. Методы биоиндикации 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 33

Введение:

Термин «биологический мониторинг» был впервые предложен в 1980 году на семинаре, организованном Европейским экономическим сообществом (ЕЭС) в сотрудничестве с Национальным институтом безопасности и гигиены труда (NIOSH) и OSHA (профессиональная деятельность). Управление по безопасности и гигиене труда (Берлин, Йодайкен, Хенман, 1984) в Люксембурге.
Термин относится к «измерению и оценке содержания химических агентов или их метаболитов в тканях, выделениях, выделениях и альвеолярном воздухе с целью определения степени воздействия и риска для здоровья путем сравнения с соответствующие стандарты «. Мониторинг — это действие, основанное на диагностических процедурах, повторяющихся через равные промежутки времени с профилактическими функциями и, при необходимости, корректирующими.
Биологический мониторинг является одной из трех наиболее важных мер, необходимых для предотвращения заболеваний, вызванных токсическими факторами или загрязнением окружающей среды. Этим же целям служат мониторинг окружающей среды и периодический мониторинг (периодический) состояния здоровья работников. Последовательность событий, приводящих к развитию заболеваний этого типа, можно схематически представить следующим образом: источником является фактор (агент) химического агента — результирующая внутренняя доза — биохимический или клеточный эффект — неблагоприятное воздействие на организм — болезнь.
Количество токсичных веществ (таких как промышленные химические вещества) в воздухе, воде, продуктах питания или поверхностях, которые вступают в контакт с кожей, определяется путем мониторинга окружающей среды.
В результате процессов абсорбции, распределения, метаболизма и выделения определенная часть внутренней дозы токсического агента (то есть количество вещества, абсорбированного или метаболизируемого в организме в течение определенного периода времени), приводит к выделению жидкостей организма, где он может быть определенным. Когда внутренняя доза воздействует на критический орган (который в основном или более сильно подвержен отрицательному воздействию), возникают определенные биохимические и клеточные эффекты.
В настоящее время одной из глобальных проблем человечества является экологический кризис. Существуют различные методы мониторинга состояния окружающей среды. Актуальность этого метода заключается в том, что он не дорогой и не требует специальных навыков, но помогает охватить как большую площадь, так и небольшую площадь.
Биомониторинг является неотъемлемой частью мониторинга окружающей среды, мониторинга состояния окружающей среды с использованием физических и биологических показателей. В задачи биомониторинга входит регулярная оценка качества окружающей среды с помощью живых объектов, специально отобранных для этой цели. В ходе онтогенетического и филогенетического развития любой организм по отношению к какому-либо фактору обладает физиологическим диапазоном генетически детерминированной и филогенетически приобретенной толерантности, в пределах которого этот фактор не оказывает существенного влияния на жизнедеятельность организма. В случае коэффициента низкой или высокой интенсивности организм находится в худших физиологических зонах, когда сила удара превышает максимальные или минимальные пределы для конкретного организма — жизненная активность организма снижается и организм умирает. Этот интервал не одинаков для разных особей популяции (но варьируется в пределах вида) и различается на разных этапах жизненного цикла организма, а также в случаях, когда значение интенсивности других факторов находится в зоне пессимуса.
Таким образом, объектом исследования является биологический мониторинг среды, а его предметом – биоиндикация, как направление биологического мониторинга среды.
Объект и предмет исследования определили его цель – изучить биоиндикацию, как направление биологического мониторинга среды. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить биоиндикацию и её уровни;
2. Рассмотреть биоиндикаторы и их виды;
3. Рассмотреть биоиндикацию в наземно-воздушной среде с помощью растений;
4. Проанализировать биоиндикацию в водной среде;
5. Изучить биоиндикацию в почве.
 

Заключение:

Таким образом, из вышеизложенного можно сделать вывод, что методы биоиндикации важны для мониторинга окружающей среды, который в последнее время получил широкое признание и распространение. Неважно, насколько современное оборудование для мониторинга загрязнения и определения вредных примесей в окружающей среде, его нельзя сравнивать со сложным «живым устройством», которое реагирует на определенные изменения, отражая воздействие всего комплекса факторов, в том числе комплексные соединения различных ингредиентов.
Биоиндикация может быть определена как набор методов и критериев, предназначенных для поиска информационных компонентов экосистем, которые могут:
а) адекватно отражать уровень воздействия на окружающую среду, в том числе сложного характера загрязнения, с учетом феноменов фактора синергизма;
б) диагностировать первые нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ и оценивать их значение для всей экосистемы в ближайшем и отдаленном будущем.
Было обнаружено, что биоиндикация основана на тесной связи живых организмов с условиями окружающей среды, в которой они живут. Изменения в этих условиях, такие как повышение солености или рН воды, изменение состава газа в воздухе, могут привести к исчезновению некоторых типов организмов, которые более чувствительны к этим показателям, и появлению других для какая такая среда будет оптимальной.
Существуют также «типы универсалий» с высокой пластичностью окружающей среды, способные выдерживать значительные колебания степени загрязнения пласта.
 

Фрагмент текста работы:

1. ПОНЯТИЕ И ФОРМЫ БИОИНДИКАЦИИ
1.1. Биоиндикация и её уровни
Биоиндикация — это оценка состояния окружающей среды с использованием живых объектов. Живые объекты (или системы) — это клетки, организмы, популяции, сообщества. С их помощью можно оценить оба абиотических фактора (температура, влажность, кислотность, соленость, содержание загрязняющих веществ и т. Д.) Какие биотические факторы (благосостояние организмов, их популяций и сообществ) можно оценить. Термин «биоиндикация» чаще всего используется в европейской научной литературе, а в Америке его обычно заменяют аналогичным названием «экотоксикология» [11].
Люди часто задают вопрос: «Зачем нам использовать живые объекты для оценки качества окружающей среды, когда это проще сделать с помощью физико-химических методов?» По данным Van Straalen (1998), есть как минимум 3 случая, когда биоиндикация становится обязательной [8].
1. Коэффициент не может быть измерен. Это особенно верно в отношении попыток восстановить климат прошлых эпох. Например, анализ пыльцы растений в Северной Америке в течение длительного времени показал изменение жаркого и влажного климата с сухим и прохладным и дальнейшую замену лесных сообществ травяными сообществами. В другом случае остатки диатомовых водорослей (связь между ацидофильными и базофильными видами) позволяют предположить, что в прошлом вода в озерах Швеции имела кислую реакцию по вполне естественным причинам.
2. Фактор трудно измерить. Некоторые пестициды разлагаются так быстро, что не обнаруживают их первоначальную концентрацию в почве. Например, инсектицид дельтаметрин активен только через несколько часов после его распыления, в то время как его воздействие на фауну (тараканов и пауков) прослеживается в течение нескольких недель.
3. Фактор легко измерить, но трудно интерпретировать. Данные о концепции в инв. среди различных загрязнителей (если их концентрация не слишком высока) они не отвечают на вопрос о том, насколько опасна ситуация для дикой природы. Показатели предельно допустимой концепции (ПДК) различных веществ разработаны только для человека. Однако, очевидно, эти показатели не могут быть распространены на других живых существ. Есть более чувствительные виды и могут быть необходимы для поддержания экосистем. С точки зрения охраны природы, более важно получить ответ на вопрос о том, какие последствия приведут к определенной концентрации загрязняющих веществ в окружающей среде. Biondication решает эту проблему, позволяя оценить биологические последствия антропогенного изменения окружающей среды. Физико-химические методы обеспечивают качественные и количественные характеристики фактора, но лишь косвенно судят о его биологическом действии. Биоиндикация, напротив, позволяет получать информацию о биологических последствиях изменений окружающей среды и делать лишь косвенные выводы о характеристиках самого фактора. Поэтому при оценке состояния окружающей среды желательно сочетать физико-химические биологические методы.
Актуальность биоиндикации также обусловлена простотой, скоростью и низкой стоимостью определения качества окружающей среды. Например, во время засоления почвы в городе листья липы по краям становятся желтыми до начала осени. Выявить такие области можно просто, посмотрев на деревья. В этих случаях биоиндикация позволяет быстро обнаружить наиболее загрязненные места обитания [10].
Во всех случаях, когда речь идет о контроле, без которого биоиндикация в принципе невозможна, возникает вопрос, что считать нормой для того или иного биоиндикатора? В некоторых случаях ответ будет простым. Например, появление на листьях растений некротических пятен любой формы и размера всегда является показателем загрязнения окружающей среды, поскольку они не должны быть нормальными.
Ситуация усложняется, когда нормой является не конкретное состояние биоиндикатора, а полный набор этих состояний. Эти показатели включают размер популяции, разнообразие сообществ, видовой состав и т. Д. эти характеристики различаются в зависимости от времени года и года, в разных местах обитания они могут различаться, поэтому для установления нормы для таких биоиндикаторов необходимо иметь данные об их сезонной и долгосрочной динамике, об изменении среды обитания. Таким образом, количество мелких почвенных членистоногих собратьев на одном и том же участке нетронутого леса может колебаться в 10-20 раз в течение года, разнообразие их сообществ в 2-3 раза [5].
Биоиндикация может осуществляться на всех уровнях организации живых существ: биологических молекул, клеток, тканей и органов, организмов, популяций (пространственная группировка особей вида), сообществ, экосистем и биосферы в целом. Признание этого факта является достижением современной теории биоиндикации.
При более низких уровнях биоиндикации возможны прямые и специфические формы биоиндикации, на самых высоких уровнях только косвенные и неспецифичные. Однако именно последняя обеспечивает полную оценку влияния антропогенных воздействий на природу в целом.
Клеточный и субклеточный уровни. Биоиндикация на этих уровнях основана на строгих пределах биотических и физиологических реакций. Его преимущества заключаются в высокой чувствительности к нарушениям, позволяющей обнаруживать даже незначительные концентрации загрязняющих веществ и быстро идентифицировать их. Именно на этих уровнях возможно выявить нарушения окружающей среды в максимально возможной степени. К недостаткам можно отнести то, что биоиндикаторы — клетки и молекулы требуют сложного оборудования.
Воздействие загрязняющих веществ заключается в следующем [1]:
• нарушение биомембран (особенно их проницаемость);
• изменения концентрации и активности макромолекул (ферменты, белки, аминокислоты, жиры, углеводы, АТФ);
• накопление вредных веществ;
• нарушение физиологических процессов в клетке;
• изменение размера ячейки.
Примеры биоиндикации на уровне организма [6]
Растения
Мониторинг табачного озона BEL W 3. Этот тип табака был специально разработан для биоиндикации. Уже через несколько дней со слабым озоновым эффектом на всей пластинке образуются некротические пятна серебристого цвета.
Животные
Наблюдать за изменениями у животных в нарушенной среде гораздо сложнее, чем наблюдать за фиксированными растениями. Больше насекомых и моллюсков доступны. Эти группы чаще всего используются для биоиндикации.
1. Морфологические изменения (размеры, пропорции, покровы, цвета, деформации.
2. Физиологические изменения.
3. Воспроизведение. Рождаемость обычно падает.
4. Онтогенез и долголетие.
5. Поведение является чувствительным индикатором нарушений в окружающей среде.
Примеры биоиндикации на уровне популяций видов [13].
Растения (рис. 1.1).
1. Плотность: количество особей вида на единицу площади или объема (значения, выбранные в зависимости от размеров организмов и среды обитания: 1 м2, 1 км2, 1 га, 1 см3 и т. Д.).