ВВЕДЕНИЕ
1. Понятие биологического мониторинга. История развития науки
2. Применение биомониторинга в оценке качества окружающей среды
2.1 Проекты биомониторинга для диагностики радиоэкологического состояния объектов и территории
2.2 Биомониторинг атмосферного воздуха – инструмент охраны окружающей среды урбанизированных территорий
2.3 Использование методологии биомониторинга для оценки экспозиции к химическим загрязнителям
3. Виды биологического мониторинга
3.1 Использование беспозвоночных животных в биомонторинге
3.1.1 Фенетическая изменчивости рисунка переднеспинки в половой структуре группировок P. Apterus L.
3.1.2 Жесткокрылые насекомые в биомониторинге
3.1.3 Использование почвенной фауны в целях биоиндикации радиоактивного загрязнения
3.1.4 Дендроиндикация как метод оценки состояния окружающей среды
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
В условиях интенсивной техногенной нагрузки на природные экосистемы особую актуальность приобретает проблема адекватной оценки качества среды, без решения которой невозможно эффективно управлять экосистемами. В структуре экологического мониторинга в последние десятилетия широко распространены методы биологического контроля. С точки зрения экологического нормирования факторов среды биоиндикация состояния природных систем является наиболее обоснованным подходом, так как предполагает учет отклика реального многовидового сообщества на реальную многокомпонентную нагрузку взаимодействующих факторов среды.
Для реализации биотического подхода необходимы методы получения оценок состояния сообществ, с помощью которых можно было бы отличить благополучную экосистему от экосистемы, в которой произошли нарушения, вызванные внешними (в первую очередь – антропогенными) воздействиями.
Как известно, в биоценозах антропогенных ландшафтов наблюдаются значительные качественные и количественные изменения.
Биомониторинг является составной частью экологического мониторинга – слежение за состоянием окружающей среды по физическим и биологическим показателям. В задачи биомониторинга входит регулярно проводимая оценка качества окружающей среды с помощью специально выбранных для этой цели живых объектов.
В различных видах научной и практической деятельности человека издавна применяется метод наблюдения – способ познания, основанный на относительно длительном целенаправленном и планомерном восприятии предметов и явлений окружающей действительности. Испытывая на себе результаты разрушающего действия воды, ветра, землетрясений, снежных лавин и т.п., человек издавна реализовал элементы мониторинга, накапливая опыт предсказания погоды и стихийных бедствий.
1. Понятие биологического мониторинга. История развития науки
Под экологическим мониторингом следует понимать регулярно выполняемые по заданной программе наблюдения за состоянием природных сред, природных ресурсов, здоровья населения, позволяющие выявить происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности. Наблюдение и исследование состояния природных сред можно производить различными способами, в том числе с помощью живых организмов, по реакции которых можно, в большинстве случаев, определить характер и степень загрязнения той или иной среды. Исследование состояния воздушной, почвенной и водной сред с помощью живых организмов называется биологическим мониторингом или биотестированием (биоиндикацией). Учение о растительных индикаторах находится в тесной взаимосвязи с развитием ряда смежных наук, особенно с экологией почв и географией растений. Впервые экологическую характеристику условий произрастания растений дали античные авторы.
Подобные сведения можно встретить в сочинениях Феофраста (327-287 гг. до н. э.), Катона (234-149 гг. до н. э.), Плиния Старшего (79-23 гг. до н. э.). Значение растительных указателей почв подчеркивал Колумелла (I век н. э.). Он писал, что «рачительному хозяину подобает по листве деревьев, по травам или по уже поспевшим плодам иметь возможность здраво судить о свойствах почвы и знать, что может хорошо на ней расти». Уяснение взаимосвязей «почва – растение», наверное, самое первое утилитарное понятие сути индикации, усвоенное первыми земледельцами. По мере развития наук, расширения кругозора, разработки методов исследований характер взаимосвязей принял облик научно обоснованных закономерностей, законов. С ростом цивилизации и, особенно, интенсификацией сельскохозяйственного производства роль биоиндикатирования резко возросла. Изучение экологии и географии растений в XVII-XVIII вв. приносит новые научные сведения об экологической приуроченности растительности (Трагус, Кордус в Германии, Ломоносов в
2. Применение биомониторинга в оценке качества окружающей среды
2.1 Проекты биомониторинга для диагностики радиоэкологического состояния объектов и территории
Концепция биомониторинга построена на основополагающем постулате экологии, что состояние биообъекта и его адаптационные параметры отражают состояние окружающей среды. Каждый тип биомониторинга имеет многоцелевое назначение, основным из которых является оценка состояния биоты, и на этой информационной базе – оценка качества среды; в зависимости от био-объекта выделены различные типы биомониторинга. Разработаны и опробованы типовые схемы биомониторинга, позволяющие контролировать радиоэкологическое состояние геотехнических систем. Рассмотрены проекты биомониторинга: фитоаккумулятивный, сукцессионный, дендрометрический, тератологический, биоиндикационный типы режимов факторов (БТРФ), оценки биоразнообразия, зооаккумулятивный, фитотестовый, зоотестовый, гидробионтный популяционный, гидробионтный аккумулятивный, картографический (топологии геосистем), геоморфологический. Разработаны типовые схемы биомониторинга, проведена оптимизация конкретных типовых схем биомониторинга по заданным критериям. Методика и результаты представляют интерес для широкого круга специалистов в области охраны окружающей среды, экологического мониторинга, экологической безопасности, инженерных и специальных служб, осуществляющих экологический контроль вредных производств, может служить методическим руководством для обучения и подготовки студентов и персонала.
Актуальность радиоэкологического мониторинга определяется значимостью радиационного фактора для функционирования современной биосферы с связи с непрерывным ростом радиационной нагрузки на различных уровнях: глобальном, региональном и локальном [1]. Целесообразность
3 Виды биологического мониторинга
3.1 Использование беспозвоночных животных в биомонторинге
3.1.1 Возможности биомониторинга в оценке фенетической изменчивости рисунка переднеспинки в половой структуре группировок P. Apterus L.
Проведен анализ особей Pyrrhocori sapterus L. самцов (200) и самок (200), объем выборки 400 особей. Данные представлены в виде буквенно-цифрового кодирования для каждой особи в таблице 1 – самцы, в таблице 2 – самки. (см. приложение А)
Данные о вариациях и их частотам встречаемости для выборки данной группировки, собранной 15.10.2016г., представлены таблице 1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе мы дали определение биомониторингу окружающей среды и изучили систему наблюдений, оценку и прогноз за состоянием окружающей среды под антропогенным воздействием. Выявили основные задачи, цели, объекты, на которые направлен биомониторинг окружающей среды.
Изменения состояния биосферы под влиянием антропогенных факторов могут происходить весьма быстро. Так, изменения, происшедшие по этим причинам в некоторых элементах биосферы за последние несколько десятков лет, сравнимы с некоторыми естественными изменениями, происходящими за тысячи и даже миллионы лет. Естественные изменения состояния окружающей природной среды, как кратковременные, так и длительные, в значительной степени наблюдаются, изучаются существующими во многих странах геофизическими службами (гидрометеорологической, сейсмической, ионосферной, гравиметрической, магнитометрической и др.). Для того чтобы выделить антропогенные изменения на фоне естественных (природных), возникла необходимость в организации специальных наблюдений за изменением состояния биосферы под влиянием человеческой деятельности.
Биомониторинг является составной частью экологического мониторинга – слежение за состоянием окружающей среды по физическим и биологическим показателям. В задачи биомониторинга входит регулярно проводимая оценка качества окружающей среды с помощью специально выбранных для этой цели живых объектов.
Концепция биомониторинга построена на основополагающем постулате экологии, что состояние биообъекта и его адаптационные параметры отражают состояние окружающей среды.
Концепция радиоэкологического мониторинга касается в первую очередь контроля радиоэкологической обстановки и радиационной безопасности.
1. Янников И.М. Структура и функции экспертно-аналитической системы обработки данных биомониторинга объекта уничтожения химического оружия // Известия ЮФУ – № 12. – 2009. – С. 114.
2. Горелова С.В. Биоиндикация и биомониторинг антропогенного загрязнения экосистем с использованием биогеохимических характеристик // Известия ТГУ. – № 4. – 2015. – С. 232.
3. Янников И.М. Применение гис-технологий и методов экспертного анализа для расстановки постов биомониторинга // Лесной вестник. – № 3.– 2012. – С. 146.
4. Янников И.М. Организация биомониторинга химически опасных объектов и полигонов ТБО с использованием идентификационных полигонов // Экологические науки. – № 4. – 2013. – С. 35.
5. Алексеев В.А. Опыт внедрения инновационной технологии для управления экологической безопасностью территорий потенциально опасных объектов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук № 5-2 / том 11 / 2009. – С. 241.
6. Маркелов Д. А. Проекты биомониторинга для диагностики радиоэкологического состояния объектов и территории Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности № 2 / 2008 –С. 112
7. Телегина, М.В. Структура системы автоматизированной расстановки пунктов биомониторинга потенциально опасных объектов / М.В. Телегина, И.М. Янников, В.В. Евдокимовский и др. // Мониторинг природных экосистем. Всероссийская научно-практическая конференция: сборник статей. – Пенза: РИО ПГСХА, 2008. – С. 200–203.
8. Телегина, М.В. Применение ГИС-технологии в обеспечении безопасности объекта уничтожения химического оружия (ОУХО) / М.В. Телегина, И.М. Янников, В.В. Евдокимовский и др. // Материалы 1 всероссийской научно-технической конференции «Современные информационные технологии в деятельности органов власти «ИН-ФОРТЕХ-2008». – Курск, 2008. – С. 57–58.
9. Чупис, В.Н. Экологический мониторинг объектов уничтожения химического оружия – опыт создания и перспективы развития / В.Н. Чупис // Теоретическая и прикладная экология. – 2007. – № 2. – С. 35–41.
10. Янников, И.М. Информационные технологии обработки данных иомониторинга объекта уничтожения химического оружия / И.М. Янников, М.В. Телегина // Труды конференции семинара «Теория управления и математическое моделирование». – Ижевск, 2008. – С. 47–50.
11. Янников, И.М. Выявление спектра травянистых растений перспективных в качестве фитомелиорантов / И.М. Янников, Т.Г. Габричидзе, Т.Л. Зубко и др. // Вестник ИжГТУ. – 2007. – № 2. – С. 138–140.
12. Янников, И.М. Экспертно-аналитическая система биомониторинга объекта уничтожения химического оружия / И.М. Янников, М.В. Телегина // Труды международных научно-технических конференций «Интеллектуальные системы» (AIS’08) и «Интеллектуальные САПР» (CAD-2008). Научное издание в 4 т. – М.: Физматлит, 2008. – Т. 2. – С. 14–16.
13. Янников, И.М. Новые подходы к организации контроля загрязнений и аварийных выбросов в районах размещения объектов по хранению и уничтожению химического оружия / И.М. Янников // Проблемы урбанизированных территорий. – 2008. – № 2. – С. 106–109.
14.Иванов, Д.М., Ефремова М.А. Оценка суммарной бета-активности в плодовых телах грибов рода Leccinum, произрастающих в лесных и болотных экосистемах Ленинградской области // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 3: Биология. 2012. Вып. 2. С. 55–61.
15. Азаров, В. Н., Кошкарев С. А., Соколова Е. В. К проблеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на АЗС // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. – 2013. – № 2 (апрель-июнь). – С. 89-92.
16. Владимиров, С. Н. Технологии защиты и восстановления почв в районе расположения автозаправочных комплексов в условиях мегаполиса: автореф. дис. Канд. техн. наук. - Санкт- Петербург, 2010. – 23 с.
17. Заболотских, В. В., Васильев А. В., Танких С. И. Экспресс-диагностика токсичности почв, загрязненных нефтепродуктами // Известия Самарского научного центра РАН. – 2012. – Т. 4. - № 1 (3). – С. 734-738.
18. Иванов, В. С., Черкасова О. А. Загрязнение почв г. Витебск сульфатами, нитратами и нефтепродуктами // Вестник ВГМУ. – 2011. – Т. 10. - № 4. – С. 111-119.
19. Иншаков, С. А., Иншаков Н. А. Оценка экологической безопасности деятельности АЗС // Вестник ТГУ. – 2014. – Т. 19. – Вып. 5. – С. 1420-1421.
20. Мякинин, А. С., Косицына Э. С., Ганжа О. А. Автозаправочные станции, расположенные на городских территориях, как объект экологической опасности // Вестник ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура. – 2010. – Вып. 18 (37). – С. 149-152.
21. Мелконянц, Н. Г., Кодзаев Ю. В. Загрязнение подземных вод на территориях АЗС и методы очистки загрязненных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2004. – № 1. – С. 153-154.
22. Тесля, А. В., Галактионова Л. В., Васильченко А. С., Елисеева М. В. Оценка степени загрязнения типичных и южных черноземов Предуралья нефтепродуктами // Вестник оренбургского государственного университета. – 2013. – № 6 (155). – С. 92-95.
23. Шагидуллин, Р. Р. Нормирование допустимого остаточного содержания нефти и продуктов ее трансформации в почвах // Георесурсы. – 2011. – № 5 (41). – С. 2-5.
24. Коршиков, И.И. Взаимодействие растений с техногенно загрязненной средой: устойчивость, фитоиндикация, оптимизация. – Киев: Наукова думка. – 2011. – С. 256.
25. Меннинг У., Федер У. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. Л.: Гидрометиоиздат, 2001.
26. Николаевский, В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. Новосибирск: Наука, – 1979.
27. Соколов В.Е. Международная программа по биоиндикации антропогенного загрязнения природной среды // Экология. 2011. – № 2. – С. 63.
28. Экологические особенности жесткокрылых исследованного сообщества [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rightecology.ru/riecos-173-1.html. – Дата доступа: 09.03.2017.
29. Использование почвенной фауны в целях биоиндикации радиоактивного загрязнения Институт радиобиологии НАН Беларуси. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.irb.basnet.by/ru/ispolzovanie-pochvennoj-fauny-v-celyax-bioindikacii-radioaktivnogo-zagryazneniya/. – Дата доступа: 09.03.2017.
30. Дендроиндикация как метод исследования [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecolognatural.ru/enats-325-1.html. – Дата доступа: 09.03.2017.
