МЕТОДЫ БИОИНДИКАЦИИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

METHODS OF AIR BIOINDICATION

Rima Suleymanova

student, Department of Biology and Soil Science, Orenburg State University,

Russia, Orenburg

АННОТАЦИЯ

В этой статье рассматриваются биоиндикаторы, которые чаще всего используются для воздушной среды, а так же плюсы и минусы различных биоиндикаторов.

ABSTRACT

This article discusses the bioindicators that are most often used for the air environment, as well as the pros and cons of various bioindicators.

Ключевые слова: биоиндикация, биоиндикаторы, лишайники, мхи, хвойные деревья, калифорнийские черви.

Keywords: bioindication, bioindicators, lichens, mosses, conifers, California worms.

Исходя из анализа электронной библиотеки PubMed в период 1980-2020 г для наземно-воздушной среды в качестве биоиндикаторов использовали хвойные деревья и лишайники.

Хвойные деревья могут предоставлять информацию о почве в течение всего года. При этом применяются не только морфологические показатели, но и ряд биохимических изменений. Это позволяет получить достоверную информацию. По внешнему виду хвойных деревьев можно определить, содержание кислорода в грунте, количество питательных веществ, а также солей и тяжелых металлов.

Однако стоит отметить, что биоиндикаторы (например, лишайник) представляют собой усредненный по времени состав атмосферных газов и взвешенных частиц и необязательно могут отражать состав краткосрочных загрязнений воздуха, а также почвы [46]. Поэтому чаще используют сосну обыкновенную.

Таблица 1

Применение растений для биоиндикации наземно-воздушной среды

Таблица 2

«+» и «-» сосны обыкновенной (Pinus Silvestris L), как биоиндикатора

Согласно поисковому запросу ресурса PubMed за 1980-2020 г на долю биоиндикаторов воздушной среды из 2000 публикаций 45% публикаций посвящены сосне обыкновенной (Pinus Silvestris L), 35% лишайникам (лат. Lichenes), 20% мхам (Bryophyta).

Лишайники и мхи являются информативными биоиндикаторами состояния воздушной среды. Они накапливают в своем слоевище такие загрязнители, как сера, фтор, радиоактивные вещества, тяжелые металлы, сернистый газ.

Специально исследовано морфологическое и анатомическое строение лишайников, подвергшихся атмосферному загрязнению. Физиологические и биохимические процессы в талломах лишайников, подвергшихся атмосферному загрязнению, были предметом многочисленных обзоров.

Биомониторинг с использованием мхов основан на том факте, что наземные коврообразующие виды получают большую часть своих питательных веществ непосредственно из влажных и сухих отложений, они четко отражают атмосферные осаждения, особенно хорошо подходят для загрязнения ТМ в более крупном масштабе времени. Мхи как биоиндикаторы отражают повышенную концентрацию диоксида серы (SO₂), накопление тяжелых металлов и других загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу из естественных и антропогенных источников. Об этом сообщалось в большом количестве исследований, включая местные исследования, а также региональные исследования в различных частях мира.

Рисунок 1. Количество публикаций, посвященных биоиндикаторам воздушной среды

Таблица 3

«+» и «-» лишайника (Lichenes), как биоиндикатора

Согласно поисковому запросу ресурса PubMed за 1980-2020 г на долю биоиндикаторов наземно-воздушной среды из 900 публикаций отводится 40% публикаций лишайникам (лат. Lichenes), 30% - бактерии рода Azotobacter, 20% - калифорнийские черви (Eisenia Andrei), 10% - зеленые мхи (лат. Bryidae) Самым критическим событием является загрязнение почвы металлами. Для того, чтобы предотвратить токсичность металлов, мы должны изучить свойства металлов и оценить их токсичность. Однако методы, которые используются для оценки токсичности металлов, часто недостаточно чувствительны. Для того, чтобы преодолеть это ограничение, было предпринято множество исследовательских усилий по разработке методов обнаружения металлического загрязнения почвы. Кроме того, токсическое действие металлов иногда зависит от их метаболитов, которые образуются в живых организмах. Таким образом, трудно разработать адекватные методы оценки токсичности металлов.

Исходя из всего этого красный калифорнийский червь является организмом-кандидатом для оценки загрязняющих веществ, но не для всех химических веществ в почве.  Полезным методом оценки химических веществ в окружающей среде является - Анализ размножения калифорнийских червей.

Предположили, что параметры жизненного цикла Eisenia fetida , такие как производство коконов и скорость вылупления, более чувствительны к загрязнению металлами, чем к выживанию или изменению веса. Исходя из этих исследований, мы выяснили, что калифорнийские черви полезны для обнаружения цитотоксических эффектов определенных типов химических агентов в почве путем выбора соответствующих параметров.

Данный метод исходит из того, что при питании калифорнийский червь пропускает через свой пищеварительный тракт исследуемые образцы почвы, и, следовательно, подвергаются воздействию токсических веществ.

Рисунок 2. Количество публикаций, посвященных биоиндикаторам наземно-воздушной среды

Таблица 4

«+» и «-» калифорнийских червей (Eisenia andrei), как биоиндикаторов

Список литературы:

1. Прикладная экобиотехнология: учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности «Биотехнология»: в 2 т./ А. Е. Кузнецов [и др.]. – Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, Т. 2, 2012. – 485 с.
2.   Хотько Н.И. Биомониторинг окружающей среды в районах размещения опасных промышленных объектов. Теория и практика / Н.И. Хотько. –Саратов: ГосНИИЭНП, 2015. – 184с.
3. Hamza-Chaffai A. Usefulness of bioindicators and biomarkers in pollution biomonitoring / A. Hamza-Chaffai // International Journal of Biotechnology for Wellness Industries. – 2014. – Т. 3. – №. 1. – С. 19-26.
4. Ruiz J. A. Biomonitoring of bees as bioindicators / J. A. Ruiz, M. Gutiérrez, C. Porrini // Bee World. – 2013. – Т. 90. – №. 3. – С. 61-63.
5. Выходцева И. С. Биоиндикация как метод оценки окружающей среды: актуальность и перспективы исследования / И. С. Выходцева, Т. А. Рыхлова // Вестник ландшафтной архитектуры. – 2015. – №. 6. – С. 44-47.