Биомониторинг: цель, задачи, преимущества, классификация. Формы биоиндикации

Биомониторинг: цель, задачи, преимущества, классификация. Формы  биоиндикации.

Биомониторинг- оценка окружающей среды с помощью биол.организмов.

Делится на биотестирование  и биоиндикацию

Биотестирование- изъятие объекта биоты и манипуляции над ним в лабораторных условиях

биотестированием понимают приемы исследования, при котором о качестве среды, судят по выживаемости, состоянию и поведению специально помещенных в эту среду организмов - тест-объектов

биоиндикация  представляет собой качественную оценку параметров среды обитания и её отдельных характеристик по состоянию биоты в природных условиях. Биоиндикацию можно проводить на уровне молекул, клеток, органов (систем органов), организмов, популяций и даже биоценоза. Повышение уровня организации живой природы может приводить к усложнению, неоднозначности взаимосвязи биологического отклика с антропогенными факторами исследуемой среды, поскольку на них могут накладываться и природные факторы. Поэтому в качестве биоиндикаторов выбирают наиболее чувствительные к исследуемым загрязнителям организмы. Так при биоиндикации качества атмосферного воздуха наиболее эффективно используется группа низших растений - лишайники. Использование индикаторных свойств лишайников позволяет не только получить интегральную оценку качества окружающей среды, но и отследить изменения, происходящие в экосистемах в результате антропогенного воздействия.

Лихеноиндикация

Фитотестирование  с помощью отростков семян

Преимущества:

1. Экспрессность (быстрота)
2. Интегральность (комплексность) – много компонентные загрязнители, оказывающие влияние на биоту
3. Оценивание контролируемой среды с точки зрения пригодности для обитания жив организмов
4. Могут работать не профессионалы (м-д Вуди-для оценки воды)
5. Дешевизна

недостатки:

1. Большой объем данных
2. Чем проще м-д, тем он достовернее
3. Больш-во м-в не имеют гос.сертификации

Биомониторинг незаменим 

1. Фактор не может быть измерен
2. Фактор трудно измерить
3. Фактор легко измерить, но трудно интерпретировать

Биомониторинг позволяет оценить биологические  последствия антропогенного загрязнения среды

Физические и  химические методы дают качественные и количественные хар-ки фактора,но лишь косвенно судят о его биологическом воздействии

Формы биомониторинга:

Специфическая и неспецифическая

Специфическая – это когда все факторы среды действуют на 1 организм, а неспецифические – когда 1 фактор среды lqcndetn на 1 организм

Прямая и косвенная

Биоиндикатор 

Отдельные объекты  или их группы, занимающиеся изучением окружающей среды

Критерии 

1. Быстрый ответы
2. Надежность
3. Простота
4. Монитоинговые возможности

Классификация

1. Чувствительный (реагирует на малейшие отклонения в окружающей среде)
2. Аккумулятивный (накапливает воздействия без проявления нарушений
3. Биоиндикаторы принято описывать с помощью характеристик

Специфичность

Чувствительность  
 
 
 

  
 

Биомониторинг на разных уровнях  организации живого

1. Клеточный – 1. чувствителен, присутствие технических возможностей

А). нарушение  биомембран

Б) изменение  концентрации и активности макромолекулирования ( ферменты, белки, жиры, углеводы и т.д.)

В) аккумуляция вредных веществ, нарушение физиологических процессов в клетке

Г)  изменение  размеров клетки

Загрязнители: озон, сернистый газ

2.Синтез защитных веществ в клетке - пролим – аминокислота стресса, аланин –

белки – при  загрязнении уменьшается концентрация

3. Полютанты, их концентрация в клетке (листья деревьев, вблизи автомагистралей

4. Клетки эпидермиса уменьшаются, увеличивается колич-во ходов у смоляных

2. Организменный уровень

растения

1. Морфологические изменения

А) изменение  окраски  листьев (хлороз - бледная окраскалистьев, пожелтение при засоленности почв, покраснение при воздействии сернистого газа, серебристая окраска листьев – озон) 
б) некрозы – отмирание участков ткани листа – верхушечные (хвойные)

- точечные, - пятнистые, - краевые

В) Преждевременное увядание – сернистый газ

Г) Деформация – опадение листьев

Д) изменение  размеров органов

Е) укорочение хвои

2. Изменение формы, количества и положения органов (радиоактивное загрязнение)
3. Изменение плодовитости

Животные 

1. Морфологические изменения (размеры, пропорции, окраска покровов, уродство)

Брюхоногие –  изменяется форма раковин, Насекомые – изменение размеров тела

Окраска (березовая  пяденица, божья коровка-более черная)

Уродства - В водоемах рыбы – хищные – редукция плавников, на глазах бельмо, ожирение, искривление позвоночника. У птиц скорлупа утолщается

2. Физиологические изменения – изменение крови – тромбоциты, гемоциты. Ткани – увеличение содержания каратиноидов
3. Размножение – плодовитость падает, уменьшается кладка яиц, смертность увеличивается у зародышей и птенцов. У саранчовых всплеск рождаемости
4. Онтогенез – сокращение сроков развития; изменение срока жизни
5. Поведение – изменение циркадного (суточного) ритма жизни. У крабов дальневосточных нарушается половое поведение, самцы не реагируют на самок при масляном воздействии (нефть от танкеров)
3. Популяционно – видовой уровень

Растения

1. Плотность – у большинства видов под влиянием антропогенного вмешательства плотность популяции падает, чувствительность к загрязнению, уходят полезные виды – на их месте сорняки
2. Возрастная структура популяции – при антропогенном воздействии нарушается соотношение между молодыми, размножающимися и старыми особями популяции. Популяция омолаживается если смертность возрастает, а стадное развитие укорачивается. Популяция стареет если нарушается возобновление

Животные 

1. Плотность – сокращение популяции за счет вымирания редких, чувствительных видов. При попадании SO₂ в воздух приводит к резкому сокращению численности дождевых червей. В озерах при трофности всплеск чаек. Всплеск сосущих, растительноядных насекомых
2. Динамика популяции обычно возрастает ампитуда колебаний плотности популяции
3. Пространственная структура популяции. Распространение становится более мозаичным, т.к. животные начинают концентрироваться на менее нарушенных территориях. Изменение ареалов

Примеры биомониторинга на биоценотическом уровне

1. Общая численность обычно падает, а если повышается, то за счет чиленности немногих устойчивых видов
2. Видовой состав и разнообразие сообществ. При слабом нарушении среды,  количество видов растет, т.к. сообществ становится открытым для видов других сообществ. Сопровождается выпадением редких и чувствительных к нарушению видов
3. Видовая структура: на 4 группы

А) многочисленные (доминанты)

Б) менее многочисленные (субдоминанты)

В) Малочисленные

Г)  редкие виды

Общественная экологическая экспертиза появилась в России в начале 80-х годов. Первоначально развитие ее носило довольно стихийный характер. Отсутствовало правовое регулирование общественного участия в экологической экспертизе, не были четко обозначены и формы этого участия.

«Общественная экологическая экспертиза – организуется и проводится по инициативе граждан и общественных организаций (объединений), а также по инициативе органов местного самоуправления общественными организациями (объединениями), основным направлением деятельности которых в соответствии с их уставами является охрана окружающей природной среды, в том числе организация и проведение экологической экспертизы, и которые зарегистрированы в порядке, установленном законодательством Российской Федерации». (ФЗ «Об экологической экспертизе»)  
   Любая экологическая экспертиза, в том числе общественная, предполагает работу с предпроектной и проектной документацией, проектами планов, программ, договоров и другой обосновывающей документацией, причем на завершающей стадии ее подготовки. Объекты общественной экологической экспертизы строго определены и перечислены в ФЗ «Об экологической экспертизе», Глава 2, Статьи 11,12, 21.  
   Цель экологической экспертизы – предупреждение возможных неблагоприятных воздействий намечаемой деятельности на окружающую среду и связанных с ними социально-экономических и иных последствий. Эта цель достигается путем оценки соблюдения требований к порядку разработки проектной документации и путем оценки качества прогноза воздействий на окружающую среду. Следует отметить, что оценка воздействия на окружающую среду в России выполняется за счет средств заказчика проектной документации, поэтому независимая проверка этого документа является сугубой необходимостью. Первым документом, внесшим некоторую определенность, стал Федеральный закон «Об охране окружающей природной среды» (1991 г.). В законе упоминалось, что государственная экологическая экспертиза должна проходить гласно, с участием общественности, а также впервые законодательно закреплялось понятие «общественная экологическая экспертиза». Вторым нормативным актом в этой области явился Федеральный закон «Об экологической экспертизе» (1995 г.), существенно изменивший права общественности.

Федеральный закон  «Об экологической экспертизе» четко определил место общественной экологической экспертизы по отношению к государственной:

«Общественная экологическая экспертиза проводится до или одновременно с государственной  экологической экспертизой».

Согласно закону, любая экологическая экспертиза является экспертизой конкретной документации, например, технико-экономического обоснования проектов намечаемой деятельности или расширения/реконструкции существующей, проекта международного соглашения или обоснования заявления о выдаче лицензии.

В законе впервые  декларируется, что экологической  экспертизе могут быть подвергнуты  также проекты нормативно-правовых актов, комплексных и целевых  федеральных программ, генеральных  планов развития территорий, схем развития отраслей народного хозяйства.

Общественная  экологическая экспертиза должна быть официально зарегистрирована. Порядок  регистрации общественной экологической  экспертизы определяется ст. 23 ФЗ «Об  экологической экспертизе». Регистрация  осуществляется в органах местного самоуправления (городской или районной администрации) на основании заявления от общественной организации (объединения), организующей общественную экологическую экспертизу.

Заключение общественной экологической экспертизы приобретает  юридический статус только после утверждения его в органах государственной экологической экспертизы. В том случае, если позиция государственных органов охраны природы в отношении экологических последствий намечаемой деятельности расходится с позицией общественности по этому вопросу, с приданием юридического статуса заключению общественной экологической экспертизы могут возникнуть затруднения.

В ближайшем  времени возможно принятие еще одного документа, Положения «Об оценке воздействия намечаемой хозяйственной  или иной деятельности на окружающую среду». Новый документ будет действовать вместо прежнего Положения «Об оценке воздействия на окружающую среду в Российской Федерации» и, возможно, несколько изменит сложившуюся практику общественного участия в принятии экологически значимых решений.

В США, Канаде, Швеции и ряде других стран выдача разрешений на природопользование происходит в форме квази-судебного или специализированного судебного заседания, в котором участвуют пропонент (тот, кто предложил проект), оппонент и свидетели-эксперты. Характер общественной экспертизы этому действу придает то, что оно может быть инициировано по заявлению представителей заинтересованной общественности, они имеют право выступать стороной на слушаниях и выставлять своих экспертов. Правда, в США свою заинтересованность надо доказывать...