Файл: Реферат дисциплина Экология (наименование) Тема.docx

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

Кафедра	Экологии, землеустройства и природопользования
	(наименование кафедры)

РЕФЕРАТ

Дисциплина	Экология
(наименование)
Тема	Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха
(наименование)
Шифр	160232	Группа	ЭП-16	Курс	4
...........................................................................
(фамилия, имя, отчество студента)

Ухта 2020

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Одним из наиболее распространенных видов загрязнения природной среды являются выбросы в атмосферу токсичных газообразных соединений. Основными из них считаются: SO₂, CO, HF,HCl, сероводород, окислы азота и др. Поступление их в атмосферу связано с деятельностью различных предприятий, сжиганием мусора и выбросами автотранспорта.

Экологические последствия загрязнения атмосферного воздуха обусловлены воздействием газообразных соединений, проникающих в организм, и выпадением кислотных осадков, образующихся при соединении токсикантов с водой.

---

Биоиндикация (bioindication) – обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов непосредственно в среде их обитания.

Биологические индикаторы – организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения.

Актуальность изучения методов биоиндикации загрязнения атмосферного воздуха заключается в том, что при экологическом мониторинге загрязнений использование биоиндикаторов часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как биоиндикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», биоиндикаторы своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов определяется уровень загрязнения атмосферы.

Качество воздуха определяют в первую очередь по реакциям растений и лишайников на загрязнители. Метод определения качества среды с помощью растений – фитоиндикация, лишайников – лихеноиндикация.

Целью данной работы является изучение и систематизация данных о методах биоиндикации загрязнения атмосферного воздуха.

Задачи:

- изучить методы биоиндикации основанные на исследовании растений;

- проанализировать методы биоиндикации основанные на исследовании лишайников;

- рассмотреть методы биоиндикации основанные на исследовании изменений в животном мире;

- систематизировать изученные данные.

1. РАСТЕНИЯ КАК БИОИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

1.1 Основные положения

Растения весьма чувствительны к загрязнению воздуха, поэтому являются хорошими индикаторами загрязнения воздушной среды. Высокая чувствительность растений вызвана наличием у них фотосинтетического аппарата, высокочувствительного к любым воздействиям. Синтез углеводов и запасание световой энергии в процессе фотосинтеза у растений сопровождаются поглощением диоксида углерода. Попутно, а иногда и в ущерб ассимиляции диоксида углерода растения поглощают из воздуха загрязняющие вещества. Именно с этой особенностью автотрофного метаболизма продуцентов связана их более высокая чувствительность к большинству поллютантов.

---

Действие газовых поллютантов на растения зависит от вида и концентрации загрязняющих веществ, длительности воздействия, относительной восприимчивости видов растений к действию газов и стадии физиологического развития, в которой находится растение в момент воздействия вредных веществ[1].

Первые нарушения в анатомическом строении прослеживаются в строении хлоропластов. В дальнейшем отмечаются разрушение цитоплазмы и сжимание клетки. Выделяют три стадии повреждений хвои ели и сосны: повреждаются только хлоропласты, повреждаются и другие органеллы, органеллы исчезают или превращаются в бесструктурную массу. Интенсивность воздействия кислотных осадков зависит от смачиваемости поверхности растений. Степень повреждения фитомассы изменяется в зависимости от видовой принадлежности.

Чувствительные фитоиндикаторы указывают на присутствие загрязняющего вещества в воздухе ранними морфологическими реакциями – изменением окраски листьев (появление хлорозов; желтая, бурая или бронзовая окраска), различной формы 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 [2].

1.2 Классификация методов биоиндикации

Оценку качества воздуха проводят с помощью чувствительных растений-индикаторов. Разработаны ботанические, биофизические, дендрохронологические, популяционные и биогеоценотические подходы и методы оценки влияния атмосферных загрязнителей на растительность и биоиндикации чистоты воздуха [3].

С одной стороны, классификация принципов и уровней биоиндикации качества воздуха и вообще окружающей среды может быть произведена с учетом уровней организации живой материи:

1 – молекулярный уровень биоиндикации;

2 – субклеточный и клеточный уровни биоиндикации;

3 – органный и организменный уровени;

4 – популяционный уровень;

5 – экосистемный и биогеоценотический;

6 – биосферный.

С другой стороны, методы биоиндикации могут классифицироваться по общности методов исследования:

1 – фенологические методы;

2 – морфо- и биометрические;

3 – анатомо-цитологические;

4 – физиологические;

5 – биохимические;

---

6 – биофизические;

7 – флористические;

8 – генетические;

9 – биоценотические;

10 – экосистемные.

Биоиндикация может осуществляться по ответной реакции наиболее чувствительных к отдельным ингредиентам видов растений или по накоплению вредных веществ в их теле. Поэтому среди растений выделяют следующие виды: 1 – биоиндикаторы с высокой чувствительностью к поллютантам; 2 – биоиндикаторы-накопители. Для анализа загрязнения лучше использовать первую группу биоиндикаторов, так как изменения и нарушения у них непосредственно отражают (сигнализируют) степень загрязнения воздуха. Во втором случае необходимо дополнительно экспериментально определить, при каких уровнях накопления поллютантов в организмах находятся (соответствуют) допустимые уровни загрязнения воздуха.

1.3 Индикаторные признаки растений

Б. В. Виноградов классифицировал индикаторные признаки растений как флористические, физиологические, морфологические ифитоценотические. 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 признакам–особенности структуры растительного покрова: обилие и рассеянность видов растений, ярусность, мозаичность, степень сомкнутости.

Также, в качестве биоиндикационных признаков можно использовать различные специфические и неспецифические признаки.

Неспецифическая индикация аэротехногенного загрязнения может проводиться по различным биохимическим и физиологическим реакциям. Основными индикаторными признаками, отражающими стрессовую нагрузку,являются:

• 
  изменение активностиферментов;
  
• 
  разрушение пигментов в листьях растений под действием аэротехногенного загрязнения. Хорошо изучено снижение количества хлорофилла, прежде всего хлорофилла «а». В качестве индикатора используется изменение соотношения хлорофилл «а»/хлорофилл«b»;
  
• 
  изменение количества и соотношения каротиноидов. При воздействии SО₂ увеличивается содержание лютеина и уменьшается количество р-каротина;
  
• 
  преждевременное появление гормонов старения – этилена и абсцизовой кислоты;
  
• 
  изменение минерального обмена. Индикаторными признаками являются изменение содержания жирных кислот, увеличение содержания сахарозы иглюкозы.
  

---

К числу наиболее показательных признаков специфической индикации относится изменение химического состава биомассы и накопление поллютантов. Наблюдается зависимость содержания поллютантов от возраста листьев.

Неспецифическая индикация проводится по различным морфологическим, анатомическим и поведенческим параметрам. Широко распространенными индикаторными признаками является наличие хлорозов и некрозов, в результате поражения ими надземной массы растений происходит преждевременное опадение листвы – дефолиация.

Биоиндикационными признаками служат: изменение размеров клеток тканей, смоляных ходов, листьев, трансформация размеров стеблей и в целом организмов.

Нарушение процессов жизнедеятельности под влиянием токсичных газов может приводить к изменению строения тканей, отдельных органов и в целом формы роста растений.

Интегральным признаком токсического воздействия является снижение биопродуктивности и запасов биомассы. В качестве индикатора может быть использовано изменение плодовитости организмов. При загрязнении воздуха происходит увеличение количества стерильных цветков в соцветиях растений. При хроническом загрязнении воздуха происходят изменения в составе, структуре и строении фитоценозов. При сильном загрязнении отмечается деградация лесныхсообществ.

1.4 Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха по жизненному состоянию сосны обыкновенной

Установлено, что хвойные породы деревьев чувствительнее прочих видов реагируют на присутствие в воздухе кислых газов, в первую очередь, сернистого ангидрида.

Хвоя сосны обыкновенной наиболее чувствительна к загрязнению атмосферного воздуха, поэтому это растение входит в основной список растительных биоиндикаторов уровня загрязнения атмосферного воздуха. Повышенная чувствительность хвоинок связана с длительным сроком жизни хвои, активным поглощением газов, а также снижением массы хвои, хвойные растения удобны тем, что могут служить биоиндикаторами круглогодично.

В работах Е.Н. Андреевой также приводится корреляция морфологических признаков изменения хвои сосны от уровня загрязнения атмосферы.

В Республике Коми сосна обыкновенная достаточно распространённое растение. Поэтому в данном регионе его можно использовать в качестве биоиндикатора.

Для анализа уровня загрязнения атмосферного воздуха какой-либо территории используется шкала уровня загрязнения атмосферы в зависимости от изменения морфологии хвои сосны обыкновенной, которая представлена в таблице 1. В ней же описано состояние организма человека в зависимости от уровня загрязнения атмосферного воздуха, предложенного специалистами ВОЗ.

---