1. Экологические основы индикации окружающей среды.

Биологическая индикация – определение состояния среды по наличию или отсутствию в ней тех или иных организмов, называемых индикаторами. Согласно этому определению биоиндикацию следует понимать как метод экологических исследований, позволяющий с помощью биологических систем с определенной точностью устанавливать основные качественные и количественные характеристики среды обитания.

Теоретические основы биоиндикации экологического состояния среды разработаны достаточно подробно. Известно, что все живые организмы предъявляют к условиям местообитания определенные требования. Они были выработаны в процессе развития вида и определяют его существование в условиях соответствующей экологической ниши. На живой организм всегда действует совокупность экологических факторов.

Развитие организма происходит под комплексным, синергетическим воздействием всевозможных комбинаций факторов среды биотической и абиотической природы. Зачастую развитие ограничивают факторы находящиеся в зоне пессимума или угнетения (так называемое расширенное правило Либиха). В природе происходит лишь частичная реализация физиологических потенциалов — так называемая реализованная экологическая ниша (постконкурентная экологическая ниша, популяционная экологическая ниша, экологический диапазон присутствия, экологический потенциал). Экологический потенциал отражает реакцию организма на воздействие факторов. Физиологическая толерантность и экологическая потенция определяют его индикаторную ценность.

В результате как состояние организма, так и его численность, структура популяции отражает благоприятность состояния окружающей среды. Такие организмы, жизненные функции которых тесно скоррелированными с отдельными факторами среды называются биоиндикаторами.

Существует две формы биоиндикации: когда одинаковые реакции организма могут быть вызваны различными факторами среды (в том числе и антропогенного происхождения) — тогда речь идёт о неспецифической биоиндикации; когда изменения реакции чётко связаны с изменением конкретного фактора — специфическая биоиндикация.

ПРОЩЕ ГОВОРЯ, ФИШКА В ТОМ, ЧТО МЫ ЗНАЯ КАК ВЕДЁТ СЕБЯ ОРГАНИЗМ(ВИД) В ТЕХ ИЛИ ИНЫХ УСЛОВИЯХ МОЖЕМ ОПРЕДЕЛИТЬ СОСТОЯНИЕ ИНДИЦИРУЕМОГО ОБЪЕКТА.

---

2. Экологические критерии, используемые при оценке состояния окружающей среды.

Выделяются 2 осн. группы экологических показателей – покомпонентные и компонентные. К первой группе относятся показатели состояния воздуха, вод, почв и экосистемы в целом. В качестве экологических показателей выступают: 1.Жизненность и продуктивность вида и сообщества; 2. Видовая структура сообщества и видовое разнообразие; 3. Таксономическое богатство; 4. Показатели экологической структуры сообщества или таксономической группы; 5. Присутствие или отсутствие характерных видов и др. Ко второй группе экологических критериев относятся суммарные (интегральные) показатели, характеризующие экосистемы в целом. Они могут быть получены на основе интеграции покомпонентных нормативов или путём нахождения интегральных индикаторов. Поиск интегральных показателей состояния окружающей среды – сложная и ещё не решённая задача. К их числу можно отнести : 1. Интенсивность биотического круговорота определяемую как отношение массы ежегодной биологической продукции к общей массе; 2. Естественную способность к самоочищению, обусловленную скоростью биотического круговорота ( для естественного состояния); 3. Энергетико-вещественный баланс экосистем и другие. Области применения результатов индикации: промышленность, сельское хозяйство, транспорт, медицина, социальная политика, рекреация.

---

3. Области применения результатов индикации

Наиболее важными сферами применения биоиндикации могут быть следующие:

• выявление естественного буферного потенциала биологической макро-системы и допустимых нагрузок экзогенных веществ при разнообразных воздействиях на систему;

• контроль над состоянием популяций с целью ранней диагностики возможных нарушений ее экологических характеристик и возможности повлиять на структуру и функции биоты, продуктивность биоценоза;

• комплексная система экологического мониторинга биосферы, включая обнаружение негативных изменений, их диагностика на самой ранней стадии антропогенного воздействия;

• сохранение биоразнообразия природных ландшафтов, позволяющее обеспечить существование как можно большего числа организмов, в особенности редких видов биоты, высоко чувствительных к загрязнению.

---

4. Мониторинг окружающей среды

Мониторинг окружающей среды — это постоянные, непрерывные комплексные наблюдения за ее состоянием — загрязнением, природными явлениями, которые происходят в ней, а также оценка и прогноз состояния окружающей природной среды и ее загрязнения.

В систему мониторинга входят наблюдения за состоянием природных сред: воздушной среды, поверхностных вод и водных экосистем, геологической среды и на­земных экосистем.

По содержанию различают несколько видов мониторинга:

• биосферный (глобальный) — слежение за общемиро­выми процессами и явлениями в биосфере Земли и предупреж­дение о возникающих экстремальных ситуациях;

• медицинский (санитарно-токсикологический) — слежение и контроль за показателями качества окружающей человека среды, соблюдение которых обеспечивает условия, благоприятные для жизни и безопасные для здоровья; прогноз состояния здоровья населения в условиях многофакторного воздействия окружающей среды;

• импактный — слежение за природными процессами и явлениями, а также их изменениями под влиянием антропогенных факторов в особо опасных для состояния природной среды районах и точках:

- чрезвычайных ситуаций (при угрозе и возникновении аварий, катастроф, стихийных бедствий, эпидемий);

-локальный (наблюдение за воздействием на окружающую среду промышленных объектов или отдельных источников);

• биологический — слежение за биологическими объектами (растительностью и животным миром) с помощью биоиндикаторов, чаще всего на базе биосферных заповедников;

• базовый (фоновый) — слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных воздействий. Объектами наблюдения и контроля являются атмосферный озон, сейсмический режим на территории страны, физические явления и факторы (акустические, вибрационные, инфразвуковые, электромагнитные);

• экологический. Экологический мониторинг требует более детального анализа. Это мониторинг окружающей среды, при котором обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов, а также оценка состояния и функциональной деятельности экосистем; создаются условия для определения корректирующих действий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий жизни не достигаются.

Главная цель экологического мониторинга состоит в обеспечении современной и достоверной информацией системы управления экологической безопасностью.

В качестве составляющих экологического мониторинга рассматриваются подсистемы: мониторинг атмосферного воздуха, мониторинг гидросферы, мониторинг земель (почв), радиационный мониторинг.

---

5. Индикация состояния окружающей среды физико-химическими методами. Оценка качества вод

Оценка качества воды водоемов и водотоков может быть проведена с использованием физико-химических и биологических методов. Биологические методы оценки - это характеристика состояния водной экосистемы по растительному и животному населению водоема.

Физико-химические:

• Качественные методы. Позволяют определить, какое вещество находится в испытуемой пробе. Например, на основе хроматографии

• Количественные методы (определение количественных параметров)

• Гравиметрический метод. Суть метода состоит в определении массы и процентного содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения, находящегося в испытуемой пробе.

• Титриметрический (объемный) метод. В этом виде анализа взвешивание заменяется измерением объёмов, как определяемого вещества, так и реагента, используемого при данном определении. Методы титриметрического анализа разделяют на 4 группы: а) методы кислотно-основного титрования; б) методы осаждения; в) методы окисления-восстановления; г) методы комплексообразования.

• Колориметрические методы. Колориметрия — один из наиболее простых методов абсорбционного анализа. Он основан на изменении оттенков цвета исследуемого раствора в зависимости от концентрации. Колориметрические методы можно разделить на визуальную колориметрию и фотоколориметрию.

• Экспресс-методы. К экспресс методам относятся инструментальные методы, позволяющие определить загрязнения за короткий период времени. Эти методы широко применяются для определения радиационного фона, в системе мониторинга воздушной и водной среды

• Потенциометрические методы основаны на изменении потенциала электрода в зависимости от физико-химических процессов, протекающих в растворе. Их разделяют на: а) прямую потенциометрию (ионометрию); б) потенциометрическое титрование.

Оценка качества вод

По гидрохим. показателям :

• Критерии оценки химических веществ в воде рыбохозяйственных водных объектов (ПДК)

• Экологические показатели

• Индекс загрязнённости вод (ИЗВ)

Расчет ИЗВ проводится с использованием среднегодовой концентрации 6 показателей (кислорода растворённого, легкоокисл. Органических веществ, азота амонийного и нитритного, фосфора и фосфатов, нефтепродуктов)

ИЗВ=

Где С – концентрация i показателя, ПДК – предельно допустимая концентрация по i показателю.

По гидробиологическим показателям :

• Метод сапробиологического анализа (по планктонным сообществам и водорослям обрастания)

• Биотический индекс и индекс Гуднайта-Уитлея ( по донным сообществам)

• Индекс Шеннона (все сообщества)

---

Смотрите также файлы

• Основы права. Шпоры.doc

• Gidrologia_Lektsii_ch_2.doc

• n1.doc

• Tema_1_GIDROLOGIYa_SVOJSTVA_VODY.doc

• Tema_3_GIDROLOGIYa_OZERA.doc