ВВЕДЕНИЕ
1. БИОИНДИКАЦИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
1.1 Основы биоиндикации
1.2 Биоиндикация радиоактивных загрязнений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время можно считать общепринятым, что основным индикатором устойчивого развития в конечном итоге является качество среды обитания. Любые современные технологии направлены на все более эффективное использование природных ресурсов и, тем самым, на перестройку окружающей среды. В результате происходит её деформация, возникают локальные, региональные и глобальные нарушения.
Антропогенные воздействия представляют собой, с одной, стороны, новые параметры среды, с другой – обуславливают антропогенную модификацию уже имеющихся природных факторов и, тем самым, изменение свойств биологических систем.
Используемые в лабораториях методы физико-химического и аналитического контроля качества окружающей среды не всегда могут дать адекватную картину того или иного вещества на целостный организм. Кроме того, многие вещества как природного, так и синтетического происхождения, являются много компонентными. Что затрудняет их физико-химическую стандартизацию.
При всей важности проведения оценки качества среды на всех уровнях с применением различных подходов (включая физические, химические, социальные и другие аспекты) приоритетной представляется биологическая оценка. Наиболее простым объяснением этому может быть то, что именно состояние различных видов живых существ и самого человека является конечной целью всех природоохранных мероприятий. Преимущество физико-химического контроля – прочная нормативная (документы стандартизации) и организационная (сети физико-химических лабораторий) базы. Их недостаток – высокая трудоёмкость, низкая оперативность.
В различных областях промышленности возникает всё большая потребность в проведении разнообразных биологических тестов, связанная с нарастанием экологических проблем, а также ростом использования биологических объектов в практике.
Биологические методы контроля в ряде ситуаций, позволяют быстро оценивать качество окружающей среды и наличие некоторых загрязнений, не обнаруживаемых химическими методами. К биологическим методам контроля относятся биоиндикация и биотестирование [2].
1. БИОИНДИКАЦИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
1.1 Основы биоиндикации
Все биологические системы – будь то организмы, популяции или биоценозы – в ходе своего развития приспособились к комплексу условий местообитания. Каждый организм обладает генетически закреплённым физиологическим порогом толерантности (выносливости) к определённому фактору, в пределах которого этот фактор является для него переносимым.
Реакция организма, его угнетение или процветание зависит от степени воздействия фактора, то есть каждый вид приспособлен к определённой интенсивности каждого экологического фактора и к определённому диапазону его изменчивости.
Условия среды, выходящие за пределы оптимальной зоны, называются экстремальными и составляют зону угнетения. За пределами зоны толерантности лежат летальные значения, вызывающие гибель организма.
Физиологический диапазон толерантности обычно неодинаков для разных стадий развития организма и для всех особей данной популяции. В природе существуют отличающиеся по присутствию и размерам от физиологических (потенциальных) диапазонов толерантности экологические диапазоны присутствия (экологической потенции). Отражающие фактическую реакцию на воздействия всех факторов среды.
Для объективной оценки загрязнения природного сообщества необходимы адекватные тест-системы и биоиндикаторы, реагирующие на комплекс загрязнителей и пригодные для выявления мутагенного потенциала встречающихся в экосфере загрязнителей.
Тест-объекты (test-organism) – организмы, используемые при оценке токсичности химических веществ, природных и сточных вод, почв, донных отложений, кормов и др.
Биоиндикаторы – организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, что могут применяться для их оценки. При выборе биотических индикаторов в качестве критериев используют знания о биологии, биогеографии и экологии организмов, их чувствительность, редкость вида, методические особенности работы с организмами и др. [1].
В идеале следует прибегать к «спектрам» биоиндикаторов, которые включают представителей разных трофических уровней и типов питания, различные жизненные формы и стадии развития.
1.2 Биоиндикация радиоактивных загрязнений
В качестве биологических индикаторов могут использоваться как растения, так и животные. В целях биоиидикации загрязнения радионуклидами можно выбрать несколько показателей; основные из них – содержание радионуклидов в объектах биоты, видовое разнообразие в сообществе, присутствие или отсутствие в нем конкретного вида, общее обилие организмов па загрязненной территории, изменение биохимических и физиологических реакций, анатомические, морфологические и поведенческие отклонения. Но не все наземные животные подходят для целей биоиндикации.
Существуют два пути поступления радионуклидов в биоту – атмосферный, аэрационный, путь, сопровождающийся поверхностным загрязнением, и корневой путь поступления из почвы и загрязненных вод.
Специфической реакцией на загрязнение среды радионуклидами является их накопление в организмах, обитающих па загрязненной территории. Однако при сравнении содержания радионуклида в организме с полученной дозой или выбросом радионуклида необходимо учитывать целый ряд факторов, определяющих особенности его биологического накопления и миграции.
К наиболее значимым относятся: коэффициент накопления и период полураспада радионуклида; его путь попадания в организм – аэрационный или через почву; особенности миграции радионуклида в почве; обменные особенности почвы; миграция организма, его индивидуальные, половые, возрастные особенности, скорость процессов метаболизма, а также то, в какой ткани или органе производится измерение содержания радионуклида. Чаще всего определяют содержание в организме 137Cs, 90Sr, 239Pu, а также 60Со, 1311, 144Се и 106Ru [4].
При оценке радиационной нагрузки за счет аэрационного поступления радионуклидов в экосистемы репрезентативным биоиндикатором выступают сфагновые мхи. Это особенно важно для территорий, подверженных влиянию предприятий по захоронению радиоактивных отходов, поскольку их специфика определяется высоким содержанием в отходах 137Cs (до 90%) и соответственно большим выходом этого изотопа в воздушную среду. Кроме того, экспериментально была установлена высокая резистентность лишайников к ионизирующей радиации, особенно видов рода Cladoпга: даже при очень высоких дозах у-облучепия (более 1000 Р/сут) не происходит массовой гибели слоевищ лишайников и их выпадения из состава сообществ. Аккумулирование радионуклидов в слоевищах зависит как от характеристик радиоизотопов (форма выпадения, количество, растворимость в воде, подвижность в среде), так и от особенностей лишайника (жизненная форма, размеры и возраст растения) и местообитания (субстрат, экспозиция, количество осадков).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, можно сказать, что биоиндикация – один из приёмов исследования, который используются для определения степени повреждающего действия химических веществ, а также других антропогенных стрессоров, потенциально опасных для живых организмов, а также помогает установить состояние определённых систем, в полевых или лабораторных условиях путём регистрации изменений значимых показателей – тест-функций исследуемых тест-объектов.
Под биотестированием понимается оценка или испытание в строго определённых условиях действия вещества или комплекса веществ на живые организмы путём регистрации изменений того или иного биологического (или физиолого-биохимического) показателя исследуемого объекта по сравнению с контролем. Главные требования биотестов – чувствительность и быстрота ответа, чёткая реакция на внешние воздействия.
С помощью этих методов можно проводить комплексную оценку того или иного объекта. При этом методы биоиндикации и биотестирования являются универсальными, и с помощью них проверять любые уровни организации живой материи, то есть рассматривать влияние тех или иных факторов стресса от молекулярных механизмов до взаимоотношений организмов в экосистемах.
Все живые существа па Земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения от естественных и искусственных источников. Поскольку ионизирующая радиация вызывает значительные изменения в биосфере, метод биоиндикации можно в полной мере применить и к радиационным загрязнениям.
1. Воронкевич, О.А. Добро пожаловать в экологию / О.А. Воронкевич. - М.: СПб: Детство-пресс; Издание 2-е, перераб., 2018. - 496 c.
2. Маврищев, В.В. Основы экологии / В.В. Маврищев. - М.: Минск: Вышэйшая школа, 2019. - 447 c.
3. Алексеев, С. В. Изучаем экологию экспериментально: практикум по экологической оценке состояния окружающей среды / С. В. Алексеев. – Санкт-Петербург. – 1993. – 98 с.
4. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем: учебное пособие для вузов / под. ред. Р. Шуберта. – М.: «Мир», 1988. – 65 с.
5. Биотестовый анализ – интегральный метод оценки качества объектов окружающей среды: учебно-методическое пособие / А.Г. Бубнов [и др.]; под общ. ред. В.И. Гриневича; ГОУ ВПО Иван. гос. хим.- технол. ун-т. – Иваново, 2007. – 112 с.
6. Булгаков, Н.Г. Индикация состояния природных экосистем и нормирование факторов окружающей среды: обзор существующих подходов// Успехи современной биологии, 2002, том 122, №2, с. 115-135.
7. Золотев, Ю.А. Тест-методы / Ю.А. Золотев // Журнал аналитической химии. – 1994. – т.49. - №2. – с. 149
8. Лисичкин, Г.В. Химическое модифицирование поверхности минеральных веществ / Г.В. Лисичкин // Соросовский образовательный журнал. – 1996. - №4. – с. 52
9. Мусатова, О. В. Биоиндикация и биоповреждения: методические рекомендации к лабораторным работам / О. В. Мусатова. – Витебск: УО «ВГУ им. П. М. Машерова», 2006. – 32 с.
10. Мэннинг У.Дж., Федер У.А. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений – Л.: Гидрометеоиздат, 1985.
11. Сергейчик, С.А; Сидорович, Е.А.; Сергейчик, А.А;// Методы фитоконтроля загрязнения природной среды. – Мн., 1991.
12. Черемных, Е.Г. Биотестирование, или биологическая оценка безопасности в настоящем и будущем / Е.Г. Черемных, Э.Г. Розанцев // Экология и промышленность России. – 2003. - №10. – с. 44-46
