Keskkonnauuringute käigus kasutatakse erinevaid meetodeid. Üks neist võib olla bioindikatsioon. See lähenemisviis hõlmab teatud elusorganismide seisundi uurimist, et saada teavet nende keskkonna kohta. Selliste uuringute läbiviimise iseärasuste mõistmiseks peaksite kaaluma, mis on bioindikaator. See annab vajaliku teabe sarnase uurimismetoodika kohta.
Üldine määratlus
Bioindikaator on elusorganism ja võib-olla terve liik või kooslus, kes elab konkreetses ökosüsteemis ja võib olla selle seisundi peegeldus. Lisaks hinnatakse uuringus üksikisikute arvu elanikkonnas, nende seisundit ja käitumist. Saadud teabe põhjal saab hinnata saasteainete, toksiinide, kantserogeenide jt esinemist looduskeskkonnas.
Bioindikaatorid on taimed või loomad, kelle seisund sõltub otseselt nende keskkonnast. Sellise tehnika rakendamisel uuringu jooksul on palju eeliseid. Mõnikord on keskkonnaseisundi kohta võimalik saada vajalikku teavet ainult bioindikaatorite põhjal. Raha ja aja säästmine keerukate füüsikaliste ja keemiliste analüüside tegemiseks on vaieldamatu eelis.
Bioindikaatorid on taimed ja loomad, kes võtavad kokku olulised andmed saasteainete ja muutuste kiiruse kohta. Need võimaldavad teil määrata kahjulike ainete akumuleerumise koha ja sisenemistee, toksiinide mõju astmele ja tõsidusele elusolenditele, sealhulgas inimestele.
Uurimistöö käigus hinnatakse selliste näitajate biotsenoosi. Samal ajal tunnevad teadlased huvi nii loomastiku kui ka taimestiku esindajate vastu. Vaatluste ajal on võimalik hinnata toksiinide kroonilise kokkupuute määra isegi madalates kontsentratsioonides. Need mõjutavad loomade siseorganite, keha sümmeetriliste osade ja nende suhete funktsioone ja üldist seisundit.
Tüpoloogia
Bioindikaatorid - taimed ja loomad, kes elavad vees, õhus, pinnases. Sellisteks organismideks võivad olla bakterid või vetikad, aga ka selgrootud, näiteks koorikloomad, tsiliaadid, molluskid. Võib kasutada kalade, loomade uuringuandmete ajal.
Mulla bioindikaatorid on kõige sagedamini looduses kasvavad taimed. Nende seisundi järgi saate määrata pinnase happesuse, niiskuse läbilaskevõime, tiheduse ja temperatuuri. Samuti võib teatud taimede väljanägemine määrata mulla hapnikusisalduse, toitainete, samuti soolade ja raskmetallide hulga.
Okaspuud võivad mulda käsitlevat teavet pakkuda aastaringselt. Sel juhul ei rakendata mitte ainult morfoloogilisi näitajaid, vaid ka mitmeid biokeemilisi muutusi. See võimaldab teil saada usaldusväärset teavet. Morfoloogilised märgid on mõnikord varieeruvad.
Nii saab näiteks tavaline nõges näidata, kui palju kaltsiumi on maapinnas. Mõned taimed on galofiilid. Nad armastavad soolaseid muldasid. Kui nad kasvavad antud piirkonnas ja koloniseerivad territooriume aktiivselt, siis soola järk-järgult soolatakse.
Vee seisundi hindamiseks uuritakse selliseid bioloogilisi indikaatoreid nagu teatud putukate vastsed, teatud tüüpi vetikad ja kõrgemad koorikloomad, helendavad bakterid.
Õhu bioindikaatoriteks võivad olla samblad ja samblikud. Nende füüsilised omadused varieeruvad sõltuvalt kasvutingimustest suuresti.
Valitud omadused
Taimed ja loomade bioindikaatorid valitakse teadusuuringuteks kindla põhimõtte kohaselt. Selle koostas Ameerika kuulsaim ökoloog Yu Odum. Ta soovitab bioindikaatorite valimisel arvestada järgmiste väidetega:
- Seal on elusorganismide stenotoopsed ja eurütoopilised liigid. Esimesed saavad elada ainult teatud tingimustes, seega on nende levitamise ulatus piiratud. Eurütoopilised liigid on looduses laialt levinud, neil on keskkonnasõbralikkus. Seetõttu sobivad need uurimiseks vähem kui stenotoopsed liigid.
- Suuremat tüüpi bioindikaatorit uuritakse sagedamini kui väikest. Seda seletatakse biotsenoosi käibe määraga. Väikeste liikide puhul on see kõrgem, seetõttu ei pruugi uuringu ajal nad valimisse kuuluda, eriti pika perioodilisusega analüüsiprotsessis.
- Liigi või nende rühma uurimiseks valimiseks on vaja eksperimentaalset ja põlluinfot teatud teguri piirväärtuste kohta. Samal ajal võetakse arvesse bioindikaatori võimalikke kompenseerivaid reaktsioone ja liikide taluvust.
- eri populatsioonide, liikide või koosluste kvantitatiivne suhe on pigem indikatiivne, seetõttu kasutatakse seda usaldusväärse näitajana. Ainult üks liik ei suuda keskkonnamuutuste ulatust täielikult kajastada. Selliseid muudatusi tuleb vaadelda tervikuna, mitte ainult ühes suunas.
Samuti väärib märkimist, et parimad bioloogilised näitajad on liigid, mis pakuvad viivitamatut reageerimist, samuti erinevad esitatud teabe usaldusväärsus. Viga ei tohiks ületada 20%. Samuti peaks selliste bioindikaatorite abil olema vajaliku teabe saamine lihtne. Liigid peavad looduses pidevalt olema, et teadlane saaks igal ajal oma seisundit hinnata.
Sordid
Bioindikaatoreid on erinevat tüüpi ja tüüpi. Kõik sellisteks uuringuteks sobivad elusorganismid võib jagada kahte rühma:
- Registreerimine.
- Kogunev.
Esimesel juhul reageerivad elusorganismid keskkonnamuutustele, muutes populatsiooni suurust. Need võivad muuta ka fenotüübi välimust, somaatilisi häireid või kudede kahjustusi. Võib ilmneda mitmesuguseid deformatsioone, kasvukiirus varieerub. Võib esineda muid selgelt nähtavaid märke.
Näiteks samblikud, puuohad, on registreerimise bioindikaatorid. Nad ilmuvad nekroos, kloroos, kuivus. Bioindikaatorite registreerimine ei võimalda alati muudatuste põhjuseid kindlaks teha. Sel juhul on vaja täiendavaid uuringuid, et teha kindlaks, miks on muutunud populatsioon, lõplik välimus, levik looduses jne.Sellised muutused võivad olla erinevate protsesside tagajärg.
Bioindikaatororganismid võivad olla akumuleeruvat tüüpi. Nad kontsentreerivad toksiine, reostust oma keha sees, erinevates kudedes, kehaosades või organites. Uuringu käigus määratakse pärast keemilist analüüsi keskkonna saastatuse aste. Akumuleeruvaks bioindikaatoriks võivad olla näiteks koorikloomade kestad, putukate vastsed, aga ka mõned imetajate organid (aju, neerud, põrn, maks jne), samblad.
Elusorganismid reageerivad viivitamatult kogu keskkonda sattuvate kahjulike ainete kompleksile. Seetõttu ei võimalda see meetod ühe toksiini täpse kontsentratsiooni kindlakstegemist. Kuid samal ajal võimaldab bioindikatsiooni kasutamise eelis teil kindlaks teha, kui täpselt reostus elanikkonda mõjutab.
Testorganismid
Testitav organism võib olla keskkonna bioindikaator. Need on taimestiku või loomastiku esindajad, keda kasutatakse keskkonnatingimuste kvaliteedikontrolliks laboris. Nad viivad läbi asjakohaseid katseid. See võib olla näiteks üherakuline, algloomad, lülijalgsed. Katseorganismiks võivad olla ka taimed, näiteks samblad või õistaimed.
Selliste organismide peamine omadus on võime saada põllukultuure geneetiliselt homogeensetest taimedest või loomadest. Sel juhul võrreldakse prototüüpi juhtimisseadmega. See võimaldab teil saada usaldusväärset teavet solvava teguri kohta. Vastasel juhul pole üksikisikute tavapäraste individuaalsete erinevuste tõttu usaldusväärset tulemust võimalik saada.
Analüüsimeetodid
Bioindikaatoreid ja nende keskkonnareostust uuritakse võrdlusanalüüsi abil kontrollnäite abil. Sel juhul saab kasutada erinevaid lähenemisviise.
Esimene meetod hõlmab asjakohaste tunnuste võrdlemist väljaspool mõjupiirkonda. Näiteks võrreldakse tööstusreostuse tsoonis kasvatatud taimi põllukultuuridega, mis kasvasid väljaspool inimtekkeliste mõjude piirkonda.
Teine meetod hõlmab proovi võrdlemist katsetulemustega. Ühte osa katsetaimedest saetakse laboritingimustes saastunud õhu, pinnase, veega ja teist puhta söötmega.
Kolmanda tehnika kasutamisel kasutatakse võrdluseks ajaloolisi standardeid. See on soovitatav näiteks Euroopa stepi uurimisel. Täna on see ökosüsteem peaaegu kaotanud oma algse väljanägemise. Seda, kuidas stepp minevikus nägi, võrreldakse tänapäeval.
Neljas tehnika kasutab kontrolli. See on teatud tüüpi sõltuvus, millest kõrvalekaldumist peetakse rikkumiseks. Näiteks häirimatute liikide koosluste jaoks koostatakse sobiv ajakava. Kui täheldatakse kõrvalekaldeid, on see kahe kõvera võrdlemisel kohe märgatav.
Bioindikatsiooni meetodid
Sobivat keskkonnaseiret kasutades uuritakse looduses leiduvaid bioindikaatoreid. See viiakse läbi nii mikro- kui ka makrotasandil. Bioindikatsiooni uuringud võivad olla biokenootilised ja liigid. Teisel juhul uuritakse organismi olemasolu keskkonnas, selle esinemise sagedust. Samuti saab uurida bioindikaatori füsioloogilisi, biokeemilisi, anatoomilisi ja morfoloogilisi omadusi.
Biokenootilise uuringu käigus võetakse arvesse liikide mitmekesisust, kasutades selleks asjakohaste näitajate süsteemi, samuti kogukonna produktiivsust.
Sõltuvalt erinevate tegurite mõjust süsteemile võib bioindikatsiooni seire olla spetsiifiline ja mittespetsiifiline. Nad uurivad liikide reaktsioone reostuse ja toksiinide ilmnemisele nende elupaigas. Mittespetsiifilise bioindikatsiooni korral võivad sama reaktsiooni põhjustada erinevad tegurid. Kui toimuvaid muutusi seletatakse ainult ühe teguri mõjul, siis räägime konkreetsest näidustusest.
Näiteks okaspuud ja samblikud võivad anda teavet piirkonna õhu puhtuse, tööstusliku saaste olemasolu kohta nende elupaikades. Taimeliikide, mullas elavate loomade loetelu on spetsiifiline erinevate mullatüüpide jaoks. Kui nendes rühmades toimuvad muutused, võime rääkida mulla saastumisest kemikaalidega või selle struktuuri muutumisest inimtegevuse tagajärjel.
Tänapäeval usutakse, et kõige tõhusam on instrumentaaluuringute kasutamine koos bioindikaatoritega. Selline sümbioos annab kõige täielikuma ja usaldusväärsema teabe elanikkonna seisundi, kahjulike tegurite mõju kohta sellele.
Mulla bioindikatsioon
Pinnasereostuse bioindikaatorite uurimisel on võimalik saada usaldusväärseid tulemusi. Taimed annavad teavet mulla viljakuse kohta. Pinnase koostise täielik analüüs nõuab palju aega ja vaeva. Muld loetakse viljakaks, kui sellel kasvavad nõges, vaarikad, vereurmarohi, palderjan jne.Need taimed ei ela halvas mullas.
Mõõdukalt viljakale pinnasele annavad välja angeelikad, tuulehaug, heinamaa jne. Väheviljakale pinnasele kasvavad turbasamblad, samblikud, jõhvikad ja pohlad.
Lisaks viljakuse näitajale saavad taimed mulla koostise kindlaks määrata. Suurtes kogustes lämmastikku näitavad sellised taimed nagu nisurohi, vaarikad, hane-cinquefoil, oksapuu jne. Selliste taimede värvus on erkroheline. Kui see on kahvatu, tähendab see, et mullas on vähe lämmastikku. Taimedes väheneb hargnemine ja lehtede arv.
Bioindikaatorite abil saab mullas kindlaks määrata mitmeid teisi mineraale, happesust ja muid mulla omadusi.
Õhu bioindikatsioon
Bioindikaator on elusorganism, mis muudab oluliselt oma omadusi, kui keskkonnas ilmnevad kõrvalekalded. Nende abil saab kindlaks teha, kas õhk on saastunud. Sellised saasteained nagu lämmastikoksiid, vääveldioksiid, süsivesinik jne mõjutavad fütosotsütoosi tohutult.
Taimede vastupidavus sarnastele toksiinidele on erinev. Isegi väikest vääveldioksiidi kogust õhus saab samblike abil hõlpsalt kindlaks teha. Taimede hulgas saab seda tüüpi saasteainete suurenenud sisaldust määrata okaspuude abil.
Õhus on vesinikfluoriidi ja vesinikkloriidi sisalduse suhtes tundlikud nisu, kuusk, mais, kuusk, maasikas jne.
