Дударев_Фитомониторинг ОС

Дударев Николай Андреевич1, Шахринова Надежда Викторовна2
1 – студент БФ БашГУ, г. Бирск, Россия
2 – доцент БФ БашГУ, к.б.н.
АКТУАЛЬНОСТЬ ФИТОИНДИКАЦИИ В УСЛОВИЯХ
ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Возрастающая с каждым годом деградация природной среды под
влиянием антропогенных загрязнений создает угрозу выживаемости
человечества.
Современные
технические
средства контроля,
разработанные в первую очередь для оценки степени загрязненности в
промышленных условиях, – не единственные способы определения
состояния природной среды. Биоиндикация в этом плане является
оптимальным и активно развивающимся методом ее оценки. Он
подразумевает слежение за природными и антропогенными процессами
в биологических средах, включающее всю совокупность взаимодействия
живого с агентами внешней среды, в том числе выяснение ответных
реакций биосред на природные и антропогенные воздействия [2].
Идею биоиндикации с помощью растений была сформулирована еще
в I в. до н. э. «Рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по
травам или по уже поспевшим плодам иметь возможность здраво судить о
свойствах почвы и знать, что может хорошо на ней расти» Луций
Колумелла.
Растения представляют большой интерес в качестве эффективных
объектов при биологическом мониторинге загрязнения окружающей
среды. Они являются высокоинформативными индикаторами уровня
доступных форм химических элементов в окружающей среде и основными
источниками их для человека и животных [5].
Растения как биоиндикаторы проявляют дифференциальную
чувствительность к различным видам антропогенных воздействий,
помогают диагностировать негативные изменения в природной среде при
низких концентрациях загрязняющих веществ.
С помощью растений-биоиндикаторов принципиально возможно
обнаруживать места скоплений в экологических системах различного
рода загрязнений, проследить скорость происходящих в окружающей
среде изменений, также можно судить о степени вредности тех или
иных веществ для живой природы и прогнозировать дальнейшее развитие
экосистемы.
Преимуществом
методов
биоиндикации
перед
физикохимическими является интегральный характер ответных реакций живых
организмов, так как они суммируют все без исключения биологически
важные данные об окружающей среде и отражают ее состояние в
целом, выявляют наличие в окружающей природной среде комплекса
загрязнителей.
В условиях хронической антропогенной нагрузки биоиндикаторы
могут реагировать на очень слабые воздействия в результате
аккумуляции дозы. К примеру, некоторые пестициды достаточно быстро
разлагаются, что не позволяет выявить их исходную концентрацию в почве
физико-химическими методами. Но, если в качестве биоидикаторов
взять растения, то это можно определить точно, так как они в первую
очередь концентрируют пестициды даже при минимальном их
содержании в почве [1].
Основным антропогенным фактором, оказывающим стрессовое
воздействие на растения, является нефтяное загрязнение. Нефть оказывает
отрицательное влияние на рост, метаболизм и развитие растений,
подавляет рост надземных и подземных частей растений, в значительной
степени задерживает начало цветения. Загрязненные нефтью цветки редко
образуют семена [3].
Изучение адаптационных механизмов растений в ответ на действие
нефти делает возможным выявление признаков, обеспечивающих
устойчивость растений в условиях нефтяного загрязнения, с целью их
использования в процессе разработки методов рекультивации и подборки
для неё устойчивых к нефтяному загрязнению растений. Изучаемые
признаки можно использовать как индикаторы для характеристики
состояния почв при нефтяном загрязнении [4].
Растения-биоиндикаторы способны также фиксировать скорость
происходящих в окружающей среде изменений, указывать пути и
места скоплений различного рода загрязнений в экологических системах и
возможные пути попадания этих веществ в организм человека.
Методы фитоиндикации по сравнению с физико-химическими
методами позволяют интерпретировать данные о концентрации в
окружающей среде различных поллютантов (если их концентрация не
запредельно высока). Физико-химические методы не содержат ответа
на вопрос, насколько ситуация опасна для живой природы. Показатели
предельно допустимой концентрации различных веществ разработаны
лишь для человека. Эти показатели не могут быть распространены на
живые объекты. 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
фитоиндикация,
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, а в частности фитоиндикация,
наоборот, позволяет получить информацию о биологических последствиях
изменения среды. Помимо того,
актуальность
фитоиндикации
обусловлена простотой, скоростью и дешевизной определения качества
среды, поскольку в этом случае не требуются специальные
лаборатории и высокая квалификация персонала.
Фитоиндикация нередко точнее и объективнее, чем использование
прямых физических и химических методов. Последние оценивают
среду одномоментно, не отражают максимальные и минимальные
значения отдельных неблагоприятных факторов в их воздействии на
живые организмы, игнорируют их сочетания, тогда как фитоиндикация
интегрирует все химические и физические стрессовые факторы и
наиболее
информативна
при
социально-гигиенических
оценках
пригодности природной среды для человека.
Многолетний опыт ученых разных стран по контролю состояния
окружающей среды показал преимущества, которыми обладают живые
индикаторы:
- в условиях хронических антропогенных нагрузок могут реагировать
даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного
эффекта; реакции проявляются при накоплении некоторых критических
значений суммарных дозовых нагрузок;
- суммируют влияние всех без исключения биологически важных
воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая
ее загрязнение и другие антропогенные изменения;
- исключают необходимость регистрации химических и физических
параметров, характеризующих состояние окружающей среды;
- фиксируют скорость происходящих изменений;
- вскрывают тенденции развития природной среды;
- указывают пути и места скоплений в экологических системах
различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу
человека;
- позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых
человеком веществ для живой природы и для него самого, причем дают
возможность контролировать их действие.
Биоиндикация растений в условиях техногенного загрязнения –
актуальный и перспективный метод исследования состояния окружающей
среды. Она позволяет существенно повысить точность прогнозов
изменений в окружающей среде, вызванных деятельностью человека.
Биоиндикаторы в полной мере отражают степень опасности
соответствующего состояния окружающей среды для всех живых
организмов, в том числе и для человека. Подчеркивая всю важность
биоиндикационных методов исследования, необходимо отметить, что
биоиндикация предусматривает выявление уже состоявшегося или
происходящего загрязнения окружающей среды по функциональным
характеристикам особей и экологическим характеристикам сообществ
организмов. Но, отражая степень негативного воздействия в целом,
биоиндикация не объясняет, какими именно факторами оно создано.
Следовательно, наиболее эффективно оценка окружающей среды может
производиться сочетанием физических, химических и биологических
методов мониторинга.
Список использованных источников:
1. Безель, В.С., Жуйкова, Т.В. Химическое загрязнение среды: вынос
химических элементов наземной фитомассой травянистой растительности
// Экология. – 2007. – № 4. – С. 259-267.
2. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / под ред. Р. Шуберта. –
М.: Мир, 1988. – 350 с.
3. Бочарникова Е.Д. Влияние нефтяного загрязнения на свойства серобурых почв Апшерона и серых лесных почв Башкирии / Е.Д Бочарникова //
Автореф. Дис. … канд. биол. наук.- М.: 1990.- 16 с.
4. Джамбетова П.М. Влияние нефтезагрязнений на морфологические и
цитогенетические характеристики растений / П.М. Джамбетова, Н.В.
Реутова, М.Н. Ситников // Экологическая генетика [электронный ресурс]:
Рецензируемый научно-практический журнал.- СПб.- 2005.
5. Макеева Т. И., Никонова Г. Н. Оценка антропогенной нагрузки на
территории по показателям стабильности развития растений // Проблемы и
пути их решения: научно-практическая конференция, Москва, 30-31 окт.,
2002. Материалы конференции. М., 2002. - С. 201-207.