Файл: Туровцев. Биоиндикация.pdf

211 

личина  а  =  N  +  10,  N

  - 

относительная  численность  личинок  указанных 

подсемейств хирономид от их общего числа, выраженная в долях от еди-

ницы. 

Глава 9. ИНДИКАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ 

СРЕДЫ МЕТОДАМИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ 

Для оценки степени загрязнения окружающей следы широко применя-

ется  биологическое  тестирование,  получившее  название  активного  мони-

торинга,  при  котором  выявляют  различные  стрессовые  воздействия  с  по-

мощью тест-организмов, находящихся в стандартизированных условиях на 

исследуемой территории. Под биотестированием в узком смысле понима-

ется биологическая оценка качества воздуха, воды, почвы по реакции тест-

организмов, помещаемых в испытываемую среду. В последнее время под 

биотестированием  стали  понимать  регистрацию  изменений  любых  био-

логических  показателей  (тест-функций)  под  действием  токсических  ве-

ществ на выбранные тест-объекты в лабораторных и в полевых условиях. 

Значительный  интерес  представляют  организмы,  реагирующие  на  загряз-

нение  среды  изменением  хорошо  заметных  визуальных  признаков.  При 

этом  биоиндикаторы  интегрируют  биологически  значимые  эффекты  за-

грязнения. Они позволяют определять скорость происходящих изменений, 

пути и места скопления в экосистемах различных токсикантов, делать вы-

воды о степени опасности для человека и полезной биоты конкретных ве-

ществ или их сочетаний (Цаценко, Филипчук, 1997), 

В зависимости от скорости проявления биоиндикаторных реакций вы-

деляют несколько различных типов

чувствительности тест-организмов: 

1  тип

-  биоиндикатор  проявляет  внезапную  и  сильную  реакцию,  про-

должающуюся  некоторое  время,  после  чего  перестаѐт  реагировать  на  за-

грязнитель; 

2

тип 

- 

биоиндикатор в течение длительного времени линейно реаги-

212 

рует на воздействие возрастающей концентрации загрязнителя; 

3

тип - после немедленной сильной реакции биоиндикатора на загряз-

нитель наблюдается еѐ затухание, сначала резкое,  затем постепенное; 

4

тип - под влиянием загрязнителя реакция биоиндикатора постепенно 

становится  всѐ  более  интенсивной,  однако,  достигнув  максимума  посте-

пенно затухает; 

5

тип - реакция и типы чувствительности неоднократно повторяются, 

возникает осцилляция биоиндикаторных параметров (Шуберт, 1988). 

При  проведении  биоиндикации  с  помощью  тест-организмов  сущест-

венное значение имеет выбор стандартов для сравнения, которые делятся 

на  абсолютные  и  относительные.  К  абсолютным  стандартам  относятся 

системы  или  организмы,  свободные  от  воздействия  загрязнителей;    с  ис-

кусственном  исключением  действия  антропогенных  факторов.  Относи-

тельные  стандарты  включают  эталонные  объекты,  испытывающие  незна-

чительное или изначально известное антропогенное воздействие. 

Для  объективной  оценки  состояния  экосистем  интерес  представляют 

тест-организмы, реагирующие

на комплекс загрязнителей. При этом нако-

пление  загрязняющих  веществ  не  должно  приводить  к  гибели  тест-

организмов,  их  численность  должна  быть  достаточной  для  отбора;  пред-

почтительны  долгоживущие,  одновозрастные  и  генетически  однородные 

организмы;  необходимо  обеспечение  лѐгкости  взятия  проб  и  быстроты 

проведения тестирования; биотесты должны обеспечивать получение дос-

таточно точных и воспроизводимых результатов с диапазоном погрешно-

сти  измерений,  не  превышающим  20-З0%;  при  выборе  тест-организмов 

предпочтение  следует  отдавать  регистрации  функциональных,  экологиче-

ских,  цитогенетических  изменений  отдельных  индикаторных  процессов 

биоты, а не только изменению еѐ структуры, численности или биомассы. 

213 

Биоиндикация  загрязнѐнности  экосистем  должна  по  возможности 

включать  подбор  индикаторов  прогнозирования  раннего  воздействия;  со-

стояния биотических компонентов и экосистем в целом. 

Для  санитарного  контроля  и  нормирования  загрязнителей  в  экосисте-

мах успешно применяют методы микробиологического тестирования. Они 

включают вирусологические и бактериологические исследования. С целью 

получения боле полной информации об изменениях всех компонентов эко-

системы используют систему взаимоперекрывающих тестов. С этой целью 

она должна включать организмы на разных уровнях их организации и эво-

люции (вирусы, бактерии, грибы, растения, позвоночные животные и др.). 

9.1. Биотестирование загрязнений воздуха

. 

При  активном  мониторинге  загрязнений  воздуха  оправдал  себя  метод 

организмов-уловителей  (табл.  13).  Для  этой  цели  в  тест-камеры  помеща-

ются  особо  чувствительные  к  загрязнениям  воздуха  растения  или  живот-

ные. В контрольную камеру поступает чистый отфильтрованный, а в экс-

периментальную камеру – неотфильтрованный воздух. Циркуляция возду-

ха обеспечивается работой насоса. Заключения о качестве воздуха делают 

на основании отсутствия или наличия на тест-объектах в эксперименталь-

ных камерах характерных симптомов, возникающих под влиянием загряз-

нителей. 

При отсутствии тест-камер отобранные биоиндикаторы помещаются в 

экспериментальное помещение и  спустя  некоторое  время обследуются  на 

воздействие на них загрязнения. 

Табак BeI W 3 как тест-объект загрязнения воздуха озоном. 

Этот сорт табака был выведен специально для биоиндикации. Он очень 

восприимчив к содержанию озона (О

3

) в воздухе. Уже при слабом воздей-

ствии  О

3

  через  несколько  дней  на  листьях  табака  образуются  некротиче-

ские пятна серебристого цвета. Для сравнения одновременно высаживают 

относительно  устойчивый  к озону  сорт  BeI  B.  Для  этого  однородный  по-

214 

севной материал выращивается вначале к гидропонной культуре, затем в 

горшках  в  течение  пяти  недель  при  стандартных  условиях  (температура 

24

о

С,  постоянное  освещение;  в  чистом  воздухе,  профильтрованном  через 

активированный  уголь)  по  общепринятым  методикам.  Затем  табак  выса-

живают в открытый грунт по 72 экземпляра сортов BeIW3 и BeI B на каж-

дый контрольный участок. Оценка некрозов в процентах листовой площа-

ди  производится  еженедельно  для  каждого  листа  высаженных  растений. 

Каждые  три  недели  наиболее  старые  растения  заменяют  свежими.  Осно-

вываясь  на  полученных  результатах,  была  составлена  картосхема  загряз-

нения  озоном  Британских  островов,  где  установлено  5  классов  некрозов 

листовой  поверхности  в  зависимости  от  %  ее  поверхности  (от  ›  0,01  до 

2,64%) (рис. 7). 

Биоиндикаторы вредных веществ в воздухе (по: Шуберт, 1988) 

Компоненты  загрязне-

ний 

Биоиндикаторы 

Симптомы 

1 

2 

3 

Фтористый водород (HF)  Гладиолус 

(Gladiolus 

gandaven-sis 

cv.  Snow 

Princess, 

Flowersong) 

Тюльпан 

(Tulipa  ges-

neriana 

cv.  Blue  Parrot, 

Preludium) Касатик 

(Iris 

germanica) 

Петрушка 

кудрявая     

(Petro-

selinum  crispum 

var. 

vulgare)

Пчела 

медоносная  

Некрозы  верхушек  и 

краев  листьев.  Накоп-

ление  фтора  в  сухом 

веществе 

Заболевание и гибель 

215 

(Apis mel-lifera)

Озон (О

3

) 

Табак 

(Nicotiana  taba-

cum 

cv. Bel W 3) 

Шпинат 

(Spinacia  ole-

racea 

cv.  Subito,  Dyna-

mo) Соя 

(Glycine max)

Некротические 

пятна 

серебристого цвета на 

верхней стороне листа 

Некрозы    верхней сто-

роны 

листьев 

Пероксиацетилнитрат 

Крапива жгучая 

(Urtica 

urens  ) 

Мятлик  одно-

летний 

(Роа аппиа )

Полосчатые  некрозы  на 

нижней  стороне  листь-

ев 

Полосчатые 

некрозы 

листьев 

Двуокись

серы (SO

2

) 

Люцерна 

(Medicago  sa-

tiva 

cv. Du Purts) Гречи-

ха 

(Fagopyrum  esculen-

tum 

) 

Подорожник 

большой 

(Plantago  ma-

jor  ) 

Горох 

(Pisum  sati-

vum  ) 

Клевер  инкар-

натный 

(Trifolium  in-

carnatum )

Trebouxia 

sp. 

Тля 

(Aphis sambuci)

Личинки,  синей  мухи 

красного-ловой 

(Calli-

phora erythrocephala)

Межжилковые  некрозы 

и хлорозы 

Нарушение  энергетиче-

ского  баланса,  умень-

шение  АТФ,  увеличе-

ние АМФ 

Уменьшение  малатде-

гидро-геназы 

Увеличение  смертно-

сти личинок 

Двуокись азота (NO

2

) 

Шпинат 

(Spinacia ole-

racea 

cv.  Subito,  Dyna-

Межжилковые некрозы 

Пероксидация  липидов