Jak zanieczyszczenie wpływa na zwierzęta. Wpływ zanieczyszczenia powietrza na zewnątrz na zwierzęta

Dlaczego zanieczyszczone powietrze jest niebezpieczne?

Człowiek wdycha do 24 kg powietrza dziennie, czyli co najmniej 16 razy więcej niż ilość wypijanej dziennie wody. Ale czy myślimy o tym, czym oddychamy? W końcu przy ogromnej liczbie samochodów, dymie tytoniowym, urządzeniach elektrycznych, cząsteczkach parujących z detergentów i środków czystości i wielu, wielu innych rzeczach, powietrze, którym oddychamy, nie jest czyste. Z czego składa się zanieczyszczone powietrze i dlaczego jest niebezpieczne?

Jak wiesz, cząsteczki powietrza mają ładunki elektryczne. Proces powstawania tych ładunków nazywany jest jonizacją, a naładowana cząsteczka nazywana jest jonem lub jonem powietrza. Jeśli zjonizowana cząsteczka osadza się na cząstce cieczy lub ziarnku pyłu, wówczas taki jon nazywany jest ciężkim jonem.

Jony powietrza mają dwa ładunki - dodatni i ujemny.

Jony naładowane ujemnie mają korzystny wpływ na zdrowie człowieka. W czystym powietrzu absolutnie nie ma ciężkich jonów, dlatego takie powietrze jest korzystne dla człowieka. Dlatego ludzie muszą częściej przebywać na świeżym powietrzu, na łonie natury, z dala od miejskiego dymu i narażenia na szkodliwe czynniki środowiskowe.

Najbardziej wrażliwe na niekorzystne działanie jonów dodatnich (w samym kurzu domowym stwierdzono kilkadziesiąt metali, w tym toksycznych i niebezpiecznych jak kadm, ołów, arsen itp.) są te kategorie osób, które przebywają w pomieszczeniach przez długi czas, są to dzieci (zwłaszcza młodsze), kobiety w ciąży i karmiące, osoby chore i starsze.

Jak brudne powietrze wpływa na człowieka?

Wiadomo, że wszystkie urządzenia elektroniczne i elektryczne emitują dodatnio naładowane jony, aw pomieszczeniu nie ma reprodukcji ujemnie naładowanych jonów powietrza, które są stale konsumowane przez ludzi i zwierzęta domowe.

Zanieczyszczenie powietrza wraz z naruszeniem naturalnego składu fizycznego powoduje, że otaczające nas środowisko powietrzne jest wyjątkowo niekorzystne dla życia, co według najnowszych danych naukowych zmusza organizm ludzki do wydatkowania 80% swoich zasobów wewnętrznych jedynie na zapewnienie możliwości w nim istnienia.

Gdybyśmy tylko mogli zlokalizować nasze domy w lesie i pozwolić samej naturze oczyścić, odświeżyć powietrze!

Jest to jednak praktycznie nierealne, ale można zastosować Systemy Oczyszczania Powietrza, które odtwarzają naturalne oczyszczanie za pomocą jonizacji i ozonu o niskim stężeniu. Systemy te mogą być stosowane w domach, biurach, hotelach, zwierzętach domowych, rolnictwie, a nawet samochodach.

Na wszystkich etapach swojego rozwoju człowiek był ściśle związany ze światem zewnętrznym. Ale od czasu powstania wysoce uprzemysłowionego społeczeństwa niebezpieczna ingerencja człowieka w przyrodę dramatycznie wzrosła, zakres tej interwencji rozszerzył się, stała się bardziej zróżnicowana, a teraz grozi globalnym zagrożeniem dla ludzkości.

Człowiek musi coraz bardziej ingerować w gospodarkę biosfery - tej części naszej planety, w której istnieje życie. Ziemska biosfera podlega obecnie coraz większemu oddziaływaniu antropogenicznemu. Jednocześnie można wyróżnić kilka najważniejszych procesów, z których żaden nie poprawia sytuacji ekologicznej na planecie.

Najbardziej masową i znaczącą jest chemiczne zanieczyszczenie środowiska substancjami o nietypowym dla niego charakterze chemicznym. Należą do nich zanieczyszczenia gazowe i aerozolowe pochodzenia przemysłowego i domowego. Postępuje również gromadzenie się dwutlenku węgla w atmosferze. Nie ma wątpliwości co do znaczenia chemicznego zanieczyszczenia gleby pestycydami i jej zwiększonej kwasowości, prowadzącej do załamania ekosystemu. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie rozważane czynniki, które można przypisać efektowi zanieczyszczenia, mają znaczący wpływ na procesy zachodzące w biosferze.

Powiedzenie „niezbędne jak powietrze” nie jest przypadkowe. Popularna mądrość nie jest błędna. Osoba może żyć bez jedzenia przez 5 tygodni, bez wody - 5 dni, bez powietrza - nie więcej niż 5 minut. W większości krajów na świecie powietrze jest ciężkie. To, czym jest zatkane, nie jest wyczuwalne w dłoni, nie widać gołym okiem. Jednak każdego roku na głowy obywateli spada do 100 kg zanieczyszczeń. Są to cząstki stałe (kurz, popiół, sadza), aerozole, spaliny, opary, dym itp. Wiele substancji w atmosferze reaguje ze sobą, tworząc nowe, często jeszcze bardziej toksyczne związki.

Wśród substancji powodujących chemiczne zanieczyszczenie powietrza miejskiego najczęściej występują tlenki azotu, siarki (dwutlenek siarki), tlenek węgla (tlenek węgla), węglowodory, metale ciężkie.

Zanieczyszczenie powietrza niekorzystnie wpływa na zdrowie ludzi, zwierzęta i rośliny. Na przykład cząstki mechaniczne, dym i sadza w powietrzu powodują choroby płuc. Tlenek węgla zawarty w spalinach samochodowych, w dymie tytoniowym, prowadzi do niedotlenienia organizmu, ponieważ wiąże hemoglobinę we krwi. Spaliny zawierają związki ołowiu, które powodują ogólne zatrucie organizmu.

Jeśli chodzi o glebę, to można zauważyć, że gleby tajgi północnej są stosunkowo młode i słabo rozwinięte, dlatego też częściowa destrukcja mechaniczna nie wpływa znacząco na ich żyzność w stosunku do roślinności drzewiastej. Ale odcięcie horyzontu próchniczego lub zasypanie gleby powoduje obumieranie kłączy krzewów jagodowych borówki brusznicy i borówki. A ponieważ gatunki te rozmnażają się głównie przez kłącza, znikają na trasach rurociągów i drogach. Ich miejsce zajmują mniej wartościowe gospodarczo zboża i turzyce, które powodują naturalne zadarnienie gleby i utrudniają naturalną odnowę drzew iglastych. Tendencja ta jest typowa dla naszego miasta: kwaśna gleba w swoim pierwotnym składzie jest już nieurodzajna (biorąc pod uwagę ubogą mikroflorę glebową i skład gatunkowy zwierząt glebowych), a ponadto jest zanieczyszczona toksycznymi substancjami pochodzącymi z powietrza i wód roztopowych. Gleby w mieście w większości przypadków są mieszane i sypkie o wysokim stopniu zagęszczenia. Niebezpieczne i wtórne zasolenie, które występuje przy stosowaniu mieszanek soli przeciwoblodzeniowych, procesom urbanizacyjnym i stosowaniu nawozów mineralnych.

Oczywiście metodami analizy chemicznej można stwierdzić obecność szkodliwych substancji w środowisku, nawet w najmniejszych ilościach. To jednak nie wystarczy do określenia jakościowego wpływu tych substancji na człowieka i środowisko, a tym bardziej długoterminowych konsekwencji. Ponadto możliwa jest tylko częściowa ocena zagrożenia ze strony zanieczyszczeń zawartych w atmosferze, wodzie, glebie, biorąc pod uwagę działanie tylko poszczególnych substancji bez możliwości ich interakcji z innymi substancjami. Dlatego kontrola jakości składników przyrody powinna być monitorowana na wcześniejszym etapie, aby zapobiec niebezpieczeństwu. Świat roślin wokół nas jest bardziej wrażliwy i zawiera więcej informacji niż jakiekolwiek urządzenia elektroniczne. Temu celowi mogą służyć specjalnie wyselekcjonowane gatunki roślin znajdujące się w odpowiednich warunkach, tzw. fitoindykatory, które pozwalają na wczesne rozpoznanie ewentualnego zagrożenia dla atmosfery i gleby miasta, pochodzącego ze szkodliwych substancji.

Główne zanieczyszczenia

Człowiek zanieczyszcza atmosferę od tysięcy lat, ale skutki używania ognia, którym posługiwał się przez cały ten okres, były znikome. Musiałem pogodzić się z tym, że dym utrudniał oddychanie, a sadza opadała jak czarna powłoka na sufit i ściany mieszkania. Wynikające z tego ciepło było ważniejsze dla człowieka niż czyste powietrze, a nie zakopcone ściany jaskini. To początkowe zanieczyszczenie powietrza nie stanowiło problemu, ponieważ ludzie żyli wtedy w małych grupach, zajmując rozległe, nietknięte środowisko naturalne. I nawet znacznej koncentracji ludzi na stosunkowo niewielkim obszarze, jak to miało miejsce w klasycznej starożytności, nie towarzyszyły jeszcze poważne konsekwencje.

Tak było do początku XIX wieku. Dopiero w ostatnim stuleciu rozwój przemysłu „obdarował” nas takimi procesami produkcyjnymi, których skutków człowiek początkowo nie był sobie w stanie wyobrazić. Powstały milionowe miasta, których rozwoju nie da się zatrzymać. Wszystko to jest wynikiem wielkich wynalazków i podbojów człowieka.

Zasadniczo istnieją trzy główne źródła zanieczyszczenia powietrza: przemysł, domowe kotły, transport. Udział każdego z tych źródeł w zanieczyszczeniu powietrza jest bardzo zróżnicowany w zależności od miejsca. Obecnie powszechnie przyjmuje się, że produkcja przemysłowa najbardziej zanieczyszcza powietrze. Źródła zanieczyszczeń - elektrownie cieplne, kotły domowe, które wraz z dymem emitują do powietrza dwutlenek siarki i dwutlenek węgla; przedsiębiorstwa metalurgiczne, zwłaszcza hutnictwo metali nieżelaznych, emitujące do powietrza tlenki azotu, siarkowodór, chlor, fluor, amoniak, związki fosforu, cząstki i związki rtęci i arsenu; zakłady chemiczne i cementowe. Szkodliwe gazy przedostają się do powietrza w wyniku spalania paliw na potrzeby przemysłu, ogrzewania domów, transportu, spalania oraz przetwarzania odpadów bytowych i przemysłowych. Zanieczyszczenia atmosferyczne dzielą się na pierwotne, dostające się bezpośrednio do atmosfery, oraz wtórne, powstałe w wyniku jej przemian. Tak więc dwutlenek siarki dostający się do atmosfery jest utleniany do bezwodnika siarkowego, który oddziałuje z parą wodną i tworzy kropelki kwasu siarkowego. Gdy bezwodnik siarkowy reaguje z amoniakiem, tworzą się kryształy siarczanu amonu. Oto niektóre z zanieczyszczeń: a) Tlenek węgla. Otrzymuje się go przez niecałkowite spalanie substancji zawierających węgiel. Dostaje się do powietrza podczas spalania odpadów stałych wraz ze spalinami i emisjami z zakładów przemysłowych. Każdego roku do atmosfery dostaje się co najmniej 1250 milionów ton tego gazu. m. Tlenek węgla jest związkiem, który aktywnie reaguje ze składnikami atmosfery i przyczynia się do wzrostu temperatury na planecie oraz powstawania efektu cieplarnianego.

b) Dwutlenek siarki. Powstaje podczas spalania paliwa zawierającego siarkę lub przetwarzania rud siarkowych (do 170 mln ton rocznie). Część związków siarki uwalnia się podczas spalania pozostałości organicznych na hałdach górniczych. W samych Stanach Zjednoczonych całkowita ilość dwutlenku siarki wyemitowanego do atmosfery wyniosła 65% światowej emisji.

c) Bezwodnik siarkowy. Powstaje podczas utleniania dwutlenku siarki. Końcowym produktem reakcji jest aerozol lub roztwór kwasu siarkowego w wodzie deszczowej, który zakwasza glebę i zaostrza choroby układu oddechowego człowieka. Wytrącanie aerozolu kwasu siarkowego z pochodni dymowych przedsiębiorstw chemicznych obserwuje się przy niskim zachmurzeniu i wysokiej wilgotności powietrza. Blaszki liściowe roślin rosnących w odległości mniejszej niż 11 km. z takich przedsiębiorstw, jest zwykle gęsto usiany małymi nekrotycznymi plamami powstałymi w miejscach sedymentacji kropelek kwasu siarkowego. Przedsiębiorstwa pirometalurgiczne metalurgii metali nieżelaznych i żelaza, a także elektrownie cieplne emitują rocznie do atmosfery dziesiątki milionów ton bezwodnika siarki.

d) Siarkowodór i dwusiarczek węgla. Dostają się do atmosfery osobno lub razem z innymi związkami siarki. Głównymi źródłami emisji są przedsiębiorstwa produkujące włókna sztuczne, cukier, koks, rafinerie ropy naftowej i pola naftowe. W atmosferze, wchodząc w interakcje z innymi zanieczyszczeniami, ulegają one powolnemu utlenianiu do bezwodnika siarkowego.

e) Tlenki azotu. Głównymi źródłami emisji są przedsiębiorstwa produkujące nawozy azotowe, kwas azotowy i azotany, barwniki anilinowe, nitrozwiązki, jedwab wiskozowy i celuloid. Ilość tlenków azotu przedostających się do atmosfery wynosi 20 milionów ton rocznie.

f) Związki fluoru. Źródłem zanieczyszczeń są przedsiębiorstwa produkujące aluminium, emalie, szkło, ceramikę, stal oraz nawozy fosforowe. Substancje zawierające fluor przedostają się do atmosfery w postaci związków gazowych – fluorowodoru lub pyłu fluorku sodu i wapnia. Związki charakteryzują się działaniem toksycznym. Pochodne fluoru są silnymi insektycydami.

g) Związki chloru. Wchodzą do atmosfery z przedsiębiorstw chemicznych produkujących kwas solny, pestycydy zawierające chlor, barwniki organiczne, alkohol hydrolityczny, wybielacz, sodę. W atmosferze występują jako domieszka cząsteczek chloru i oparów kwasu solnego. Toksyczność chloru zależy od rodzaju związków i ich stężenia. W przemyśle metalurgicznym podczas wytapiania surówki i jej przetwarzania na stal do atmosfery uwalniane są różne metale i toksyczne gazy.

h) Dwutlenek siarki (SO2) i bezwodnik siarki (SO3). W połączeniu z cząstkami zawieszonymi i wilgocią mają najbardziej szkodliwy wpływ na ludzi, organizmy żywe i wartości materialne. SO2 jest bezbarwnym i niepalnym gazem, którego zapach zaczyna być wyczuwalny przy stężeniu w powietrzu 0,3-1,0 mln, a przy stężeniu powyżej 3 mln ma ostry drażniący zapach. Jest to jedno z najczęściej występujących zanieczyszczeń powietrza. Powszechnie występuje jako produkt przemysłu metalurgicznego i chemicznego, półprodukt do produkcji kwasu siarkowego oraz główny składnik emisji z elektrociepłowni i licznych kotłów pracujących na paliwach kwaśnych, zwłaszcza węglu. Dwutlenek siarki jest jednym z głównych składników biorących udział w powstawaniu kwaśnych deszczy. Jest bezbarwny, trujący, rakotwórczy, ma ostry zapach. Dwutlenek siarki w mieszaninie z cząstkami stałymi i kwasem siarkowym już przy średniorocznej zawartości 0,04-0,09 mln i stężeniu dymu 150-200 µg/m3 prowadzi do nasilenia objawów duszności i chorób płuc. Tak więc, przy średniej dziennej zawartości SO2 na poziomie 0,2-0,5 miliona i stężeniu dymu na poziomie 500-750 µg/m3, następuje gwałtowny wzrost liczby pacjentów i zgonów.

Niskie stężenia SO2 podrażniają błony śluzowe w kontakcie z ciałem, natomiast wyższe stężenia powodują stany zapalne błon śluzowych nosa, nosogardzieli, tchawicy, oskrzeli, a niekiedy prowadzą do krwawień z nosa. Długotrwały kontakt powoduje wymioty. Możliwe jest ostre zatrucie ze skutkiem śmiertelnym. To właśnie dwutlenek siarki był głównym aktywnym składnikiem słynnego londyńskiego smogu z 1952 roku, kiedy to zginęła duża liczba ludzi.

Maksymalne dopuszczalne stężenie SO2 wynosi 10 mg/m3. próg zapachu - 3-6 mg/m3. Pierwsza pomoc przy zatruciu dwutlenkiem siarki - świeże powietrze, swobodne oddychanie, inhalacje tlenowe, przemywanie oczu, nosa, płukanie nosogardła 2% roztworem sody.

Na terenie naszego miasta emisje do atmosfery realizowane są przez kotłownię oraz pojazdy. Jest to głównie dwutlenek węgla, związki ołowiu, tlenki azotu, tlenki siarki (dwutlenek siarki), tlenek węgla (tlenek węgla), węglowodory, metale ciężkie. Osady praktycznie nie zanieczyszczają atmosfery. Potwierdzają to dane.

Ale obecność dalekich od wszystkich zanieczyszczeń można określić za pomocą fitoindykacji. Metoda ta zapewnia jednak wcześniejsze, w porównaniu z metodą instrumentalną, rozpoznanie możliwości zagrożenia stwarzanego przez substancje szkodliwe. Specyfiką tej metody jest selekcja roślin – wskaźników, które mają charakterystyczne właściwości wrażliwe na kontakt ze szkodliwymi substancjami. Metody bioindykacji, uwzględniające cechy klimatyczne i geograficzne regionu, mogą być z powodzeniem stosowane jako integralna część przemysłowego przemysłowego monitoringu środowiska.

Problem kontroli emisji zanieczyszczeń do atmosfery przez przedsiębiorstwa przemysłowe (MPC)

Priorytet w opracowaniu maksymalnych dopuszczalnych stężeń w powietrzu należy do ZSRR. MPC - takie stężenia, które oddziałują na osobę i jej potomstwo poprzez bezpośrednie lub pośrednie narażenie, nie pogarszają ich wydajności, samopoczucia oraz warunków sanitarnych i bytowych ludzi.

Uogólnienie wszystkich informacji o MPC, otrzymanych przez wszystkie wydziały, odbywa się w MGO - Głównym Obserwatorium Geofizycznym. W celu określenia wartości powietrza na podstawie wyników obserwacji, zmierzone wartości stężeń porównuje się z maksymalnym jednorazowym maksymalnym dopuszczalnym stężeniem i określa się liczbę przypadków przekroczenia MPC, a także ile razy największa wartość była wyższa od MPC. Średnia wartość stężenia dla miesiąca lub roku jest porównywana z długookresową MPC - średnio stabilną MPC. Stan zanieczyszczenia powietrza kilkoma substancjami obserwowanymi w atmosferze miasta oceniany jest za pomocą złożonego wskaźnika – wskaźnika zanieczyszczenia powietrza (API). Aby to zrobić, MPC normalizuje się do odpowiedniej wartości, a średnie stężenia różnych substancji za pomocą prostych obliczeń prowadzą do wartości stężeń dwutlenku siarki, a następnie sumują się.

Stopień zanieczyszczenia powietrza głównymi zanieczyszczeniami jest bezpośrednio zależny od rozwoju przemysłowego miasta. Najwyższe maksymalne stężenia są charakterystyczne dla miast o liczbie mieszkańców powyżej 500 tys. mieszkańcy. Zanieczyszczenie powietrza określonymi substancjami zależy od rodzaju przemysłu rozwijającego się w mieście. Jeżeli w dużym mieście zlokalizowane są przedsiębiorstwa kilku branż, to powstaje bardzo wysoki poziom zanieczyszczenia powietrza, ale problem redukcji emisji pozostaje nadal nierozwiązany.

MPC (maksymalne dopuszczalne stężenie) niektórych szkodliwych substancji. MPC, opracowany i zatwierdzony przez ustawodawstwo naszego kraju, to maksymalny poziom danej substancji, który dana osoba może tolerować bez szkody dla zdrowia.

W granicach naszego miasta i poza nim (na polach) emisja dwutlenku siarki z produkcji (0,002-0,006) nie przekracza RPP (0,5), emisja węglowodorów ogółem (poniżej 1) nie przekracza RPP (1). Według UNIR stężenie emisji masowych CO, NO, NO2 z kotłów (parowych i gorącej wody) nie przekracza MPE.

2. 3. Zanieczyszczenie atmosfery emisjami ze źródeł ruchomych (pojazdów)

Głównymi czynnikami przyczyniającymi się do zanieczyszczenia powietrza są pojazdy napędzane benzyną (około 75% w USA), następnie samoloty (około 5%), pojazdy napędzane olejem napędowym (około 4%), traktory i pojazdy rolnicze (około 4%) oraz transport kolejowy i wodny (około 2%). Do głównych zanieczyszczeń atmosferycznych emitowanych przez źródła mobilne (łączna ilość tych substancji przekracza 40%) należą tlenek węgla, węglowodory (ok. 19%) oraz tlenki azotu (ok. 9%). Tlenek węgla (CO) i tlenki azotu (NOx) dostają się do atmosfery tylko wraz ze spalinami, podczas gdy niecałkowicie spalone węglowodory (HnCm) przedostają się zarówno ze spalinami (jest to około 60% całkowitej masy emitowanych węglowodorów), jak i ze skrzyni korbowej (około 20%), zbiornika paliwa (około 10%) i gaźnika (około 10%); zanieczyszczenia stałe pochodzą głównie ze spalin (90%) oraz ze skrzyni korbowej (10%).

Największa ilość zanieczyszczeń emitowana jest podczas przyspieszania pojazdu, zwłaszcza przy dużych prędkościach, jak również podczas jazdy z małymi prędkościami (z najbardziej ekonomicznego zakresu). Względny udział (w całkowitej masie emisji) węglowodorów i tlenku węgla jest największy podczas hamowania i na biegu jałowym, tlenków azotu podczas przyspieszania. Z danych tych wynika, że ​​samochody szczególnie silnie zanieczyszczają powietrze podczas częstych postojów i jazdy z małą prędkością.

Tworzone w miastach systemy ruchu zielonej fali, które znacznie zmniejszają liczbę przystanków na skrzyżowaniach, mają na celu zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza w miastach. Duży wpływ na jakość i ilość emisji zanieczyszczeń ma tryb pracy silnika, aw szczególności stosunek mas paliwa do powietrza, moment zapłonu, jakość paliwa, stosunek powierzchni komory spalania do jej objętości itp. Wraz ze wzrostem stosunku masy powietrza i paliwa wprowadzanego do komory spalania zmniejsza się emisja tlenku węgla i węglowodorów, ale zwiększa się emisja tlenków azotu.

Pomimo tego, że silniki Diesla są bardziej ekonomiczne, nie emitują więcej substancji takich jak CO, HnCm, NOx niż silniki benzynowe, emitują znacznie więcej dymu (głównie niespalonego węgla), który ma również nieprzyjemny zapach, który tworzą niektóre niespalone węglowodory. W połączeniu z generowanym hałasem silniki Diesla nie tylko bardziej zanieczyszczają środowisko, ale także w znacznie większym stopniu wpływają na zdrowie człowieka niż silniki benzynowe.

Głównymi źródłami zanieczyszczenia powietrza w miastach są pojazdy i przedsiębiorstwa przemysłowe. Podczas gdy zakłady przemysłowe w mieście sukcesywnie ograniczają ilość szkodliwych emisji, parking to prawdziwa katastrofa. Rozwiązanie tego problemu pomoże przenieść transport na wysokiej jakości benzynę, właściwą organizację ruchu.

Jony ołowiu gromadzą się w roślinach, ale nie pojawiają się na zewnątrz, ponieważ jony wiążą się z kwasem szczawiowym, tworząc szczawiany. W naszej pracy wykorzystaliśmy fitoindykację poprzez zmiany zewnętrzne (cechy makroskopowe) roślin.

2. 4. Wpływ zanieczyszczeń powietrza na ludzi, florę i faunę

Wszystkie zanieczyszczenia powietrza, w większym lub mniejszym stopniu, mają negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Substancje te dostają się do organizmu człowieka głównie przez układ oddechowy. Narządy oddechowe cierpią bezpośrednio na zanieczyszczenia, ponieważ osadza się w nich około 50% cząstek zanieczyszczeń o promieniu 0,01-0,1 mikrona, które przenikają do płuc.

Cząsteczki wnikające do organizmu powodują efekt toksyczny, ponieważ są: a) toksyczne (trujące) w swoim charakterze chemicznym lub fizycznym; b) zakłócać jeden lub więcej mechanizmów, dzięki którym drogi oddechowe (oddechowe) są normalnie oczyszczane; c) służyć jako nośnik trującej substancji wchłanianej przez organizm.

3. BADANIE WYKORZYSTYWANEGO ATMOSFERY

ROŚLINY WSKAŹNIKOWE

(FITOWSKAŹNIK SKŁADU POWIETRZA)

3. 1. O metodach fitoindykacji zanieczyszczeń ekosystemów lądowych

Jednym z najważniejszych obszarów monitoringu środowiska jest dziś fitoindykacja. Fitoindykacja jest jedną z metod bioindykacji, czyli oceny stanu środowiska na podstawie reakcji roślin. Jakościowy i ilościowy skład atmosfery wpływa na życie i rozwój wszystkich żywych organizmów. Obecność szkodliwych substancji gazowych w powietrzu ma różny wpływ na rośliny.

Metoda bioindykacji jako narzędzie monitorowania stanu środowiska stała się w ostatnich latach powszechna w Niemczech, Holandii, Austrii i Europie Środkowej. Potrzeba bioindykacji jest oczywista w kontekście monitorowania ekosystemu jako całości. Metody fitoindykacji mają szczególne znaczenie w obrębie miasta i jego okolic. Rośliny są wykorzystywane jako fitoindykatory i badany jest cały kompleks ich cech makroskopowych.

Na podstawie analiz teoretycznych i własnych podjęliśmy próbę opisu niektórych oryginalnych metod fitoindykacji zanieczyszczeń ekosystemów lądowych dostępnych w warunkach szkolnych na przykładzie zmian cech zewnętrznych roślin.

Niezależnie od gatunku, u roślin w procesie oznaczania można wykryć następujące zmiany morfologiczne

Chloroza to blade zabarwienie liści między nerwami, obserwowane u roślin na hałdach pozostałych po ekstrakcji metali ciężkich lub igłach sosnowych przy niewielkiej ekspozycji na emisje gazów;

Zaczerwienienie - plamy na liściach (nagromadzenie antocyjanów);

Żółknięcie brzegów i obszarów liści (u drzew liściastych pod wpływem chlorków);

Brązowienie lub brązowienie (u drzew liściastych jest często wskaźnikiem początkowego stadium poważnych uszkodzeń nekrotycznych, u drzew iglastych służy do dalszej eksploracji stref uszkodzeń dymowych);

Martwica – obumieranie obszarów tkankowych – ważny objaw we wskazaniu (m.in.: punktowate, międzyżyłkowe, brzeżne itp.);

Opadanie liści – deformacja – występuje zwykle po martwicy (np. skrócenie żywotności igieł, zrzucanie igieł, opadanie liści u lip i kasztanowców pod wpływem soli w celu przyspieszenia topnienia lodu lub u krzewów pod wpływem tlenku siarki);

Zmiany wielkości organów roślin, płodność.

Aby ustalić, o czym świadczą te zmiany morfologiczne w roślinnych fitoindykatorach, zastosowaliśmy kilka metod.

Podczas badania uszkodzeń igieł sosnowych ważnymi parametrami są wzrost pędów, martwica wierzchołków i żywotność igieł. Jednym z pozytywnych aspektów przemawiających za tą metodą jest możliwość prowadzenia badań przez cały rok, także w mieście.

Na badanym obszarze selekcjonowano albo młode drzewa w odległości 10–20 m od siebie, albo pędy boczne w okółku czwartym ze szczytu bardzo wysokich sosen. Badanie ujawniło dwa ważne wskaźniki bioindykacyjne: klasę uszkodzenia i wysychania igieł oraz żywotność igieł. W wyniku doraźnej oceny określono stopień zanieczyszczenia powietrza.

Opisana technika została oparta na badaniach S. V. Alekseeva, A. M. Beckera.

W celu określenia klasy uszkodzenia i wysychania igieł przedmiotem badań była wierzchołkowa część pnia sosny. W zależności od stanu igieł środkowego odcinka pędu (drugi od góry) z roku poprzedniego, na skali określono klasę uszkodzenia igieł.

Klasa uszkodzenia igły:

I - igły bez plam;

II - igły z niewielką liczbą małych plamek;

III - igły z dużą ilością czarnych i żółtych plamek, niektóre z nich są duże, na całej szerokości igieł.

Klasa suszenia igły:

I - brak suchych obszarów;

II - skurczona końcówka, 2 - 5 mm;

III - wyschła 1/3 igieł;

IV - wszystkie igły są żółte lub na wpół suche.

Oceniliśmy żywotność igieł na podstawie stanu wierzchołkowej części pnia. Wzrost został przejęty w ciągu ostatnich kilku lat i uważa się, że na każdy rok życia powstaje jeden okółek. W celu uzyskania wyników konieczne było określenie całkowitego wieku igieł – liczby odcinków pnia z igłami całkowicie zachowanymi oraz udziału igieł zachowanych w następnym odcinku. Na przykład, jeśli część wierzchołkowa i dwie sekcje między okółkami całkowicie zachowały swoje igły, a następna część zachowała połowę igieł, wówczas wynik wyniósłby 3,5 (3 + 0, 5 = 3,5).

Po określeniu klasy uszkodzenia i żywotności igieł można było oszacować klasę zanieczyszczenia powietrza zgodnie z tabelą

W wyniku przeprowadzonych badań igieł sosnowych pod kątem klasy uszkodzenia i usychania igieł okazało się, że w mieście występuje niewielka liczba drzew z przesuszonymi czubkami igieł. Zasadniczo były to igły w wieku 3-4 lat, igły były bez plam, ale niektóre wykazywały wysuszenie czubka. Stwierdza się, że powietrze w mieście jest czyste.

Wykorzystując tę ​​technikę bioindykacji od wielu lat, można uzyskać wiarygodne informacje o zanieczyszczeniu gazem i dymem zarówno w samym mieście, jak i jego okolicach.

Innymi obiektami roślinnymi do bioindykacji zanieczyszczeń w ekosystemach lądowych mogą być:

➢ rukiew wodna jako obiekt badawczy do oceny zanieczyszczeń gleb i powietrza;

➢ roślinność porostowa – przy kartowaniu terenu według ich różnorodności gatunkowej;

Porosty są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza i giną przy wysokim stężeniu tlenku węgla, związków siarki, azotu i fluoru. Stopień wrażliwości u różnych gatunków nie jest taki sam. Dlatego mogą być wykorzystywane jako żywe wskaźniki czystości środowiska. Ta metoda badawcza nazywa się oznaczaniem porostów.

Istnieją dwa sposoby zastosowania metody oznaczania porostów: aktywny i pasywny. W przypadku metody aktywnej porosty liściaste typu Hypohymnia eksponowane są na specjalnych planszach zgodnie z siatką obserwacyjną, a następnie określane jest uszkodzenie ciała porostów przez szkodliwe substancje (przykład zaczerpnięto z danych dotyczących określania stopnia zanieczyszczenia powietrza w pobliżu huty aluminium metodą bioindykacji. Pozwala to na wyciągnięcie bezpośrednich wniosków o zagrożeniu roślinności występującej w tym miejscu. Na terenie miasta Kogałym stwierdzono nabrzmiałą Parmelię i ścianę Xanthoria, ale w niewielkich ilościach). Poza miastem tego typu porosty występują w dużych ilościach iw nienaruszonych ciałach.

W przypadku metody pasywnej stosuje się mapowanie porostów. Już w połowie XIX wieku zaobserwowano takie zjawisko, że na skutek zanieczyszczenia powietrza szkodliwymi substancjami porosty zniknęły z miast. Porosty można wykorzystać do rozróżnienia obszarów zanieczyszczenia powietrza na dużych obszarach od źródeł zanieczyszczeń działających na małych obszarach. Przeprowadziliśmy ocenę zanieczyszczenia powietrza za pomocą porostów wskaźnikowych. Stopień zanieczyszczenia powietrza w mieście oszacowaliśmy na podstawie obfitości różnych porostów.

W naszym przypadku różne rodzaje porostów zostały zebrane zarówno na terenie miasta, jak i na terenie przylegającym do miasta. Wyniki wpisano do osobnej tabeli.

Odnotowaliśmy słabe zanieczyszczenie w mieście i nie wyznaczyliśmy strefy zanieczyszczenia poza miastem. Świadczą o tym znalezione gatunki porostów. Uwzględniono również powolny wzrost porostów, rzadkość koron drzew miejskich w przeciwieństwie do lasu oraz wpływ bezpośredniego nasłonecznienia na pnie drzew.

A jednak rośliny fitoindykacyjne powiedziały nam o słabym zanieczyszczeniu powietrza w mieście. Ale co? Aby określić, jaki gaz zanieczyszcza atmosferę, skorzystaliśmy z tabeli nr 4. Okazało się, że końce igieł nabierają brązowego zabarwienia, gdy atmosfera jest zanieczyszczona dwutlenkiem siarki (z kotłowni), a przy wyższych stężeniach następuje śmierć porostów.

Dla porównania przeprowadziliśmy prace eksperymentalne, które dały nam następujące wyniki: rzeczywiście były przebarwione płatki kwiatów ogrodowych (petunii), ale zauważono ich niewielką liczbę, ponieważ procesy wegetatywne i procesy kwitnienia na naszym terenie są krótkie, a stężenie dwutlenku siarki nie jest krytyczne.

Jeśli chodzi o eksperyment nr 2 „Kwaśne deszcze i rośliny”, sądząc po zebranych przez nas próbkach zielnika, były liście z nekrotycznymi plamami, ale plamy przechodziły wzdłuż krawędzi liścia (chloroza), a pod działaniem kwaśnych deszczy na całej blasze liściowej pojawiają się brązowe nekrotyczne plamy.

3. 2. Badania gleb z wykorzystaniem roślin wskaźnikowych - acidofilnych i calcefobów

(fitoindykacja składu gleby)

W procesie rozwoju historycznego rozwinęły się gatunki lub zbiorowiska roślin związane z określonymi warunkami siedliskowymi tak silnie, że warunki ekologiczne można rozpoznać po obecności tych gatunków roślin lub ich zbiorowisk. W związku z tym zidentyfikowano grupy roślin związane z obecnością pierwiastków chemicznych w składzie gleby:

➢ nitrofile (biała gaza, pokrzywa, świetlówka wąskolistna itp.);

➢ calcephiles (modrzew syberyjski, kaganiec, pantofel damski itp.);

➢ kalcefoby (wrzos, torfowiec, wełnianka, trzcina trzcinowa, maczuga spłaszczona, maczuga, skrzypy, paprocie).

W toku badań stwierdziliśmy, że na terenie miasta powstały gleby ubogie w azot. Do takiego wniosku przyczyniły się odnotowane przez nas gatunki następujących roślin: świetlówka wąskolistna, koniczyna łąkowa, trzcina trzcinowa, jęczmień grzywiasty. A na terenach leśnych przylegających do miasta występuje bardzo dużo roślin kalefobowych. Są to gatunki skrzypów, paproci, mchów, wełnianki. Prezentowane gatunki roślin prezentowane są w teczce zielnikowej.

O kwasowości gleby decyduje obecność następujących grup roślin:

Acidofilne - kwasowość gleby od 3,8 do 6,7 (wysiew owsa, siew żyta, trawy europejskiej, wystający biały, jęczmień grzywiasty itp.);

Neutrofilowy - kwasowość gleby od 6,7 do 7,0 (połączony jeż, tymotka stepowa, oregano pospolite, wiązówka sześciopłatkowa itp.);

Bazofilowe - od 7,0 do 7,5 (koniczyna łąkowa, ptak rogaty, tymotka łąkowa, ognisko bezogonowe itp.).

O obecności gleb kwaśnych w stopniu kwaśnym świadczą takie gatunki roślin jak koniczyna czerwona, jęczmień, które znaleźliśmy na terenie miasta. W niewielkiej odległości od miasta o takich glebach świadczą gatunki turzyc, żurawina bagienna, podbel. Są to gatunki, które historycznie rozwijały się na terenach podmokłych i podmokłych, wykluczając obecność wapnia w glebie, preferując jedynie gleby kwaśne, torfowe.

Kolejną testowaną przez nas metodą jest badanie stanu brzóz jako wskaźników zasolenia gleby w warunkach miejskich. Takie fitoindykacje przeprowadza się od początku lipca do sierpnia. Brzoza omszona występuje na ulicach oraz w zalesionej części miasta. Uszkodzenie listowia brzozy pod działaniem soli stosowanej do topienia lodu objawia się następująco: pojawiają się jasnożółte, nierównomiernie rozmieszczone strefy brzeżne, następnie brzeg liścia obumiera, a strefa żółta przesuwa się od brzegu do środka i podstawy liścia.

Przeprowadziliśmy badania na liściach brzozy omszonej, a także jarzębiny. W wyniku badań stwierdzono chlorozy brzeżne liści, inkluzje punktowe. Oznacza to 2 stopień uszkodzenia (mniejszy). Rezultatem tej manifestacji jest wprowadzenie soli w celu stopienia lodu.

Analiza składu gatunkowego flory w kontekście oznaczania pierwiastków chemicznych i zakwaszenia gleby w warunkach monitoringu środowiska jest dostępną i najprostszą metodą fitoindykacji.

Podsumowując, należy zauważyć, że rośliny są ważnymi obiektami bioindykacji zanieczyszczeń ekosystemów, a badanie ich cech morfologicznych w rozpoznawaniu sytuacji ekologicznej jest szczególnie skuteczne i dostępne w obrębie miasta i jego okolic.

4. Wnioski i prognozy:

1. Na terenie miasta metodą fitoindykacji i lichenoindykacji stwierdzono niewielkie zanieczyszczenie powietrza.

2. Na terenie miasta metodą fitoindykacji stwierdzono gleby kwaśne. W obecności gleb kwaśnych dla poprawy żyzności zastosować wapnowanie wagowe (metoda wyliczeniowa), dodać mąkę dolomitową.

3. Na terenie miasta stwierdzono niewielkie zanieczyszczenie (zasolenie) gleb mieszaninami soli przeciwoblodzeniowych.

4. Jednym ze złożonych problemów przemysłu jest ocena złożonego wpływu różnych zanieczyszczeń i ich związków na środowisko. W tym zakresie niezwykle istotna jest ocena stanu zdrowia ekosystemów i poszczególnych gatunków za pomocą bioindykatorów. Jako bioindykatory do monitorowania zanieczyszczenia powietrza w obiektach przemysłowych i na terenach miejskich możemy polecić następujące bioindykatory:

➢ Porosty liściaste Hypohymnia nabrzmiała, która jest najbardziej wrażliwa na kwaśne zanieczyszczenia, dwutlenek siarki, metale ciężkie.

➢ Stan igieł sosnowych do bioindykacji zanieczyszczeń gazowych i dymowych.

5. Jako bioindykatory pozwalające na ocenę zakwaszenia gleby oraz monitorowanie zanieczyszczenia gleb na obiektach przemysłowych i na terenach zurbanizowanych możemy polecić:

➢ Gatunki roślin miejskich: koniczyna czerwona, jęczmień grzywiasty do określenia gleb kwaśnych o stopniu kwaśności. W niewielkiej odległości od miasta o takich glebach świadczą gatunki turzyc, żurawina bagienna, podbel.

➢ Brzoza omszona jako bioindykator antropogenicznego zasolenia gleb.

5. Upowszechnienie stosowania metody bioindykacji przez przedsiębiorstwa pozwoli na szybszą i bardziej wiarygodną ocenę jakości środowiska naturalnego oraz w połączeniu z metodami instrumentalnymi stanie się istotnym ogniwem w systemie monitoringu środowiska przemysłowego (EM) obiektów przemysłowych.

Przy wdrażaniu przemysłowych systemów monitoringu środowiska ważne jest uwzględnienie czynników ekonomicznych. Koszt instrumentów i aparatury do TEM tylko dla jednej liniowej stacji kompresorowej wynosi 560 tysięcy rubli

Ochrona zwierząt

Nikomu nie jest tajemnicą, że cały świat jest teraz okropnym środowiskiem. Szkodzi wszystkim - ludziom, zwierzętom i ogólnie całemu światu zwierząt. Ani lasy amazońskie, ani tajga Syberii nie radzą sobie ze szkodliwymi emisjami.

Z powodu złej ekologii zaczyna się mutacja zwierząt. U wybrzeży Japonii znaleźli 50-kilogramową kałamarnicę. Mutacja kangura wystąpiła w Meksyku. Zaczęli mieć głowę psa i duże kły. A na północnym Uralu bydło zaczęło umierać. Wszystkie te mutacje mają negatywny wpływ nie tylko na zwierzęta, ale także na ludzi.

Zanieczyszczenie powietrza powoduje fluorozę u zwierząt. Jest to przewlekłe zatrucie spowodowane zanieczyszczeniem powietrza związkami fluoru. Związki fluoru zidentyfikowano również w wodzie i pokarmie dla zwierząt. Wśród zwierząt fluoroza atakuje owce i bydło.

Zanieczyszczenie pastwisk takimi związkami to kilka czynników. Jest to naturalny pył glebowy, który można zaobserwować na niektórych obszarach. Są to gazowe i pyłowe odpady z przedsiębiorstw, a także ze spalania węgla. Nowoczesne przedsiębiorstwa produkujące emalię, cement, aluminium i kwas fosforowy zawierają związki fluoru, w tym fluorowodór.

Zwierzęta generalnie odczuwają stres, gdy parametry środowiska naturalnego ulegają drastycznym zmianom. Nawet przy niskim poziomie zanieczyszczenia zawsze występuje negatywna reakcja na zanieczyszczenie. Reakcja wpływa na podłoże molekularno-genetyczne w organizmie, ukazuje cechy etologii i ontogenezy u zwierząt, a także zmienia charakterystykę interakcji międzygatunkowych.

Promieniowanie negatywnie wpływa również na świat zwierząt. Podczas testowania broni jądrowej do powietrza atmosferycznego uwalniany jest opad radioaktywny. Promieniowanie wpływa na zwierzęta w taki sam sposób jak na ludzi. Opad radioaktywny trafia do żywności. Najpierw opady z gleby dostają się do roślin, tam się gromadzą i są konsumowane przez zwierzęta. Obecnie takie skażenie jest znikome, ale nie ma wystarczających informacji o skutkach spożywania żywności pierwiastkami promieniotwórczymi. Nowoczesne dalsze badania są niezbędne.

Ścieki przemysłowe i bytowe poddawane są mechanicznemu, biologicznemu i fizycznemu oczyszczaniu. Substancje zawarte w ściekach również niekorzystnie wpływają na świat zwierząt.

Współczesna ekologia w coraz większym stopniu wywiera szkodliwy wpływ na człowieka, na świat zwierząt i roślin. Dlatego trzeba chronić przyrodę. Organizacja rezerwatów przyczynia się do ochrony przyrody. Rzadkie i zagrożone gatunki są niezawodnie chronione. Ponadto rezerwaty oswajają dzikie zwierzęta o cennych właściwościach. Rezerwaty zajmują się również przesiedleniami wymarłych zwierząt, wzbogacając w ten sposób lokalną faunę.

Państwowa Instytucja Edukacyjna

Wyższe wykształcenie zawodowe

Vyatka State University

Katedra Biologii

Zakład Mikrobiologii

Streszczenie na ten temat:

Rośliny i zwierzęta są wskaźnikami zanieczyszczenia środowiska

Kirow, 2010

Wstęp

W ostatnim czasie bardzo istotne stały się obserwacje zmian stanu środowiska wywołanych przyczynami antropogenicznymi. System tych obserwacji i prognoz jest istotą monitoringu środowiska. Do tych celów coraz częściej stosuje się i stosuje dość skuteczną i niedrogą metodę monitoringu środowiska – bioindykację, czyli tzw. wykorzystanie żywych organizmów do oceny stanu środowiska.

Konsekwencje zanieczyszczenia środowiska odbijają się na wyglądzie roślin. U roślin pod wpływem substancji szkodliwych zwiększa się liczba aparatów szparkowych, grubość kutykuli, gęstość pokwitania, rozwija się chloroza i nekroza liści oraz przedwczesne opadanie liści. Niektóre rośliny są najbardziej wrażliwe na charakter i stopień zanieczyszczenia atmosfery. Oznacza to, że mogą służyć jako żywe wskaźniki stanu środowiska. Obecnie wypracowana została koncepcja zintegrowanego monitoringu środowiska naturalnego, którego integralną częścią jest monitoring biologiczny. Rośliny wskaźnikowe mogą służyć zarówno do identyfikacji poszczególnych zanieczyszczeń powietrza, jak i do oceny jakości środowiska naturalnego. Po wykryciu obecności określonych zanieczyszczeń w powietrzu przez stan roślin, zaczynają mierzyć ilość tych substancji różnymi metodami, na przykład badając rośliny w warunkach laboratoryjnych.

Na poziomie gatunku i zbiorowiska stan środowiska naturalnego można ocenić za pomocą wskaźników produktywności roślin. Wskaźnikami obecności dwutlenku siarki są porosty i drzewa iglaste, które są najbardziej narażone na zanieczyszczenia. W wielu miastach przemysłowych wokół fabryk znajdują się strefy, w których porosty w ogóle nie występują – „pustynie porostowe”. Igły sosnowe tworzą na swojej powierzchni grubszą warstwę wosku, im większe stężenie lub im dłużej działa na nią dwutlenek siarki. Na tej podstawie opracowano metodę wskazywania w atmosferze kwaśnego gazu – „test zmętnienia Hertela”. Kolejną oznaką wpływu dwutlenku siarki na rośliny jest obniżenie pH zawartości komórek.

Cały kompleks czynników środowiskowych (temperatura powietrza i gleby, dostępność wilgoci, pH środowiska, zanieczyszczenie gleby i powietrza metalami) wpływa na biosyntezę barwników, zmieniając kolor różnych części rośliny. Ten bioindykator może być najbardziej pouczający.

Badania przeprowadzone na roślinach drzewiastych wykazały, że metale ciężkie mogą gromadzić się w roślinach, a ich zawartość może służyć do oceny sytuacji ekologicznej terenu. Zanieczyszczenia miedzią wpływają na wzrost roślin, cynk prowadzi do obumierania liści u roślin, kobalt prowadzi do nieprawidłowego rozwoju itp. Wskaźnikami obecności fluoru są wrażliwe rośliny, które go akumulują i reagują na ten fitotoksyn martwicą liści (mieczyki, frezje).

Te przykłady pokazują, że hodowcy mogą wiele zrobić, aby stworzyć bioindykatory różnego rodzaju zanieczyszczeń. Wrażliwe instalacje mogą zastąpić kosztowny sprzęt do analizy gazów. Taki „analizator gazów” będzie dostępny dla każdego.

1. Wskaźniki biologiczne

(B.i.) - organizmy reagujące na zmiany środowiskowe swoją obecnością lub nieobecnością, zmianami w wyglądzie, składzie chemicznym, zachowaniu.

W monitoringu zanieczyszczeń środowiska zastosowanie B.i. często dostarcza cenniejszych informacji niż bezpośrednia ocena zanieczyszczenia przez urządzenia, gdyż B.i. natychmiast reagować na cały kompleks zanieczyszczeń. Ponadto mając<памятью>, B.i. ich reakcje odzwierciedlają zanieczyszczenie w długim okresie. Na liściach drzew, gdy atmosfera jest zanieczyszczona, pojawiają się nekrozy (obumierające obszary). Obecność niektórych gatunków odpornych na zanieczyszczenia i brak gatunków nieodpornych (np. porostów) determinuje poziom zanieczyszczenia powietrza w miastach.

Podczas korzystania z B. i. ważną rolę odgrywa zdolność niektórych gatunków do gromadzenia zanieczyszczeń. Konsekwencje awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu zarejestrowano w Szwecji podczas analizy porostów. Brzoza i osika mogą sygnalizować podwyższoną zawartość baru i strontu w środowisku nienaturalnie zielonymi liśćmi. Podobnie w obszarze rozpraszania uranu wokół złóż, płatki ziela wierzby stają się białe (zwykle różowe), jagody stają się ciemnoniebieskie, owoce białe itp.

Do identyfikacji różnych zanieczyszczeń stosuje się różne rodzaje czynników biologicznych: do zanieczyszczeń ogólnych – porosty i mchy, do zanieczyszczeń metalami ciężkimi – śliwki i fasola, dwutlenkiem siarki – świerk i lucerna, amoniakiem – słonecznik, siarkowodorem – szpinak i groch, wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (WWA) – drażliwymi itp.

Tak zwany<живые приборы>- rośliny wskaźnikowe sadzone w łóżkach, umieszczane w pojemnikach do uprawy lub w specjalnych skrzynkach (w tym drugim przypadku stosuje się mchy, skrzynki, z którymi nazywane są briometrami).<Живые приборы>zainstalowanych w najbardziej zanieczyszczonych częściach miasta.

Oceniając zanieczyszczenie ekosystemów wodnych jako B.i. można wykorzystać rośliny wyższe lub mikroskopijne glony, organizmy zooplanktonu (trzewiki infusoria) i zoobentos (mięczaki itp.). W środkowej Rosji, w zbiornikach wodnych, gdy woda jest zanieczyszczona, rosną dzioborożec, rdestnica pływająca, rzęsa wodna, aw czystej wodzie - rukiew wodna i salwinia.

Z pomocą B. i. możliwa jest ocena zasolenia gleby, intensywności wypasu, zmiany reżimu wilgotności itp. W tym przypadku, jak stwierdził B.i. najczęściej wykorzystuje się cały skład fitocenozy. Każdy gatunek rośliny ma określone granice rozmieszczenia (tolerancji) na każdy czynnik środowiskowy, dlatego sam fakt ich wspólnego wzrostu pozwala na pełną ocenę czynników środowiskowych.

Możliwości oceny środowiska przez roślinność bada specjalna gałąź botaniki - geobotanika wskaźnikowa. Jego główną metodą jest stosowanie skal ekologicznych, tj. specjalne tabele, w których dla każdego gatunku granice jego rozmieszczenia są wskazane przez czynniki wilgotności, zasobności gleby, zasolenia, wypasu itp. W Rosji skale ekologiczne zostały opracowane przez L. G. Ramensky'ego.

Wykorzystanie drzew jako B.i. stało się powszechne. zmiany klimatu i poziom zanieczyszczenia środowiska. Uwzględnia się grubość słojów rocznych: w latach, gdy było mało opadów lub wzrosło stężenie zanieczyszczeń w atmosferze, tworzyły się wąskie słoje. Widać więc odzwierciedlenie dynamiki warunków środowiskowych na przekroju piły pnia.

1.2 Biologiczna kontrola środowiska

Biologiczna kontrola środowiska obejmuje dwie główne grupy metod: bioindykację i biotestowanie. Wykorzystanie roślin, zwierząt, a nawet mikroorganizmów jako bioindykatorów umożliwia biomonitoring powietrza, wody i gleby.

Bioindykacja ( bioindykacja ) – wykrywanie i określanie znaczących środowiskowo obciążeń naturalnych i antropogenicznych na podstawie reakcji organizmów żywych na nie bezpośrednio w ich środowisku. Wskaźniki biologiczne posiadają cechy charakterystyczne dla systemu lub procesu, na podstawie których dokonuje się jakościowej lub ilościowej oceny tendencji zmian, określenia lub klasyfikacji ocen stanu systemów, procesów i zjawisk ekologicznych. Obecnie można uznać za ogólnie przyjęte, że głównym wyznacznikiem zrównoważonego rozwoju jest ostatecznie jakość środowiska.

Biotesty ( test biologiczny ) - procedurę ustalania toksyczności środowiska za pomocą obiektów testowych sygnalizujących niebezpieczeństwo, niezależnie od tego, które substancje iw jakim połączeniu powodują zmiany funkcji życiowych w obiektach testowych. Do oceny parametrów środowiskowych wykorzystuje się wystandaryzowane reakcje organizmów żywych (poszczególnych narządów, tkanek, komórek lub molekuł).W organizmie przebywającym w warunkach zanieczyszczenia przez czas kontrolny zachodzą zmiany w układzie fizjologicznym, biochemicznym, genetycznym, morfologicznym czy odpornościowym. Obiekt jest usuwany z siedliska, aw laboratorium przeprowadzana jest niezbędna analiza.

Chociaż podejścia te są bardzo zbliżone pod względem ostatecznego celu badań, należy pamiętać, że biotestowanie przeprowadza się na poziomie cząsteczki, komórki lub organizmu i charakteryzuje możliwe konsekwencje zanieczyszczenia środowiska dla fauny i flory, podczas gdy bioindykacja jest prowadzona na poziomie organizmu, populacji i zbiorowiska i z reguły charakteryzuje wynik zanieczyszczenia. Obiekty żywe to układy otwarte, przez które przepływa energia i krążenie substancji. Wszystkie z nich są mniej lub bardziej odpowiednie do celów biomonitoringu.

W ostatnich dziesięcioleciach kontrola jakości środowiska przy użyciu obiektów biologicznych ukształtowała się jako rzeczywisty kierunek naukowy i stosowany. Jednocześnie należy zauważyć, że brakuje literatury edukacyjnej dotyczącej tych zagadnień i jest ona bardzo potrzebna.

1.3 Zasady organizacji monitoringu biologicznego

Jakość ekologiczna środowiska człowieka jest rozumiana jako integralna cecha środowiska naturalnego, zapewniająca zachowanie zdrowia i komfort życia człowieka.

Ponieważ człowiek jest przystosowany i może komfortowo egzystować tylko w nowoczesnym środowisku biologicznym, w naturalnych ekosystemach, pojęcie „ekologicznej jakości środowiska” oznacza zachowanie równowagi ekologicznej w przyrodzie (względnej stabilności składu gatunkowego ekosystemów i składu środowisk życia), co zapewnia zdrowie człowieka.

Konieczne jest rozróżnienie celów i metod normalizacji i oceny jakości środowiska człowieka w zakresie głównych parametrów fizykochemicznych z jednej strony oraz ekologicznej prognozy przyszłych zmian stanu ekosystemu i zdrowia człowieka w warunkach presji antropogenicznej z drugiej strony.

Do ogólnej oceny stanu środowiska i określenia udziału poszczególnych źródeł w jego zanieczyszczeniu stosuje się normy sanitarno-higieniczne i toksykologiczne (najwyższe dopuszczalne stężenia – MPC – zanieczyszczenia, maksymalne dopuszczalne poziomy narażenia – MPS). Jednak aby przewidzieć skutki oddziaływania czynników antropogenicznych zarówno na ekosystemy, jak i zdrowie człowieka, konieczne jest również uwzględnienie wielu wskaźników charakteryzujących reakcję poszczególnych organizmów oraz ekosystemu jako całości na oddziaływanie technogeniczne.

Zanieczyszczenia antropogeniczne wpływają na organizmy żywe, w tym człowieka, w różnych kombinacjach iw sposób złożony. Ich integralny wpływ można ocenić jedynie na podstawie reakcji żywych organizmów lub całych społeczności. Prognozowanie wpływu zanieczyszczonej wody, chemicznych dodatków do żywności czy zanieczyszczonego powietrza na człowieka jest zasadne, jeżeli ocena toksyczności obejmuje nie tylko metody analityczne, ale także biologiczną diagnostykę wpływu środowiska na zwierzęta. Ponadto w organizmie gromadzi się wiele ksenobiotyków (substancji obcych dla biosfery), w wyniku czego długotrwałe narażenie nawet na niskie stężenia tych substancji powoduje zmiany patologiczne w organizmie. Znany jest wreszcie paradoksalny efekt małych dawek wielu związków biologicznie czynnych, kiedy superniskie dawki (poniżej MPC) mają silniejszy wpływ na organizm niż ich średnie dawki i stężenia.

Uniwersalnym wskaźnikiem zmiany homeostazy organizmu testowego jest stan stresu, w którym przechodzi on ze środowiska „czystego” do „zanieczyszczonego”.

W biologii stres rozumiany jest jako reakcja organizmu biologicznego na ekstremalne czynniki środowiskowe (stresory), które w zależności od siły, intensywności, momentu i czasu ekspozycji mogą oddziaływać mniej lub bardziej silnie na organizm.

Stresujące oddziaływanie środowiska prowadzi do odchylenia głównych parametrów organizmu od poziomu optymalnego.

Obecnie ocena stopnia zagrożenia środowiska odbywa się tradycyjnie poprzez identyfikację poszczególnych potencjalnie szkodliwych substancji lub skutków w środowisku i porównanie uzyskanych wyników z prawnie ustalonymi dla nich maksymalnymi dopuszczalnymi wartościami.

Realizacja podstawowych zasad zrównoważonego rozwoju cywilizacji we współczesnych warunkach jest możliwa tylko wtedy, gdy w ramach monitoringu biologicznego dostępne są odpowiednie informacje o stanie siedliska w odpowiedzi na oddziaływanie antropogeniczne. Ocena jakości środowiska jest kluczowym zadaniem wszelkich działań z zakresu ekologii i racjonalnego gospodarowania przyrodą. Samo określenie „monitorowanie” (z ang. monitorowanie - kontrola) oznacza prowadzenie działań służących stałemu monitorowaniu, pomiarom i ocenie stanu środowiska.

Przedmiotem monitoringu są układy biologiczne i czynniki na nie wpływające. Jednocześnie pożądana jest jednoczesna rejestracja antropogenicznego oddziaływania na ekosystem i biologiczna odpowiedź na oddziaływanie na cały zespół wskaźników systemów żywych.

Podstawową zasadą monitoringu biologicznego jest ustalenie optymalnego – kontrolnego – poziomu, od którego każde odchylenie wskazuje na narażenie na stres. Zwykle przy ocenie optymalnego dla dowolnego parametru pojawia się pytanie, czy te warunki będą również optymalne dla innych cech organizmu. Jeśli jednak badane parametry charakteryzują główne właściwości organizmu jako całości, to ich optymalny poziom jest podobny. Na przykład tak różne i pozornie całkowicie niezależne parametry, jak asymetria cech morfologicznych, parametry krwi, intensywność zużycia tlenu, rytm wzrostu i częstość aberracji chromosomowych, mogą zmieniać się synchronicznie, gdy pod pewnym wpływem stresu faktycznie zmienia się najczęstsza podstawowa cecha organizmu, czyli homeostaza rozwojowa.

2. Bioindykacja środowiska

2.1 Ogólne zasady stosowania bioindykatorów

Bioindykatory(z bio i łac. indyk - wskazać, określić) - organizmy, których obecność, liczba lub cechy rozwoju służą jako wskaźniki naturalnych procesów, warunków lub zmian antropogenicznych w siedlisku. Ich znaczenie wskaźnikowe określa tolerancja ekologiczna systemu biologicznego. W strefie tolerancji organizm jest w stanie utrzymać homeostazę. Każdy czynnik, jeśli wykracza poza „strefę komfortu” dla danego organizmu, jest stresujący. W tym przypadku organizm reaguje reakcją o różnym natężeniu i czasie trwania, której manifestacja zależy od gatunku i jest wyznacznikiem jej wartości wskaźnikowej. To odpowiedź jest określana metodami bioindykacyjnymi. Układ biologiczny reaguje na oddziaływanie środowiska jako całości, a nie tylko na poszczególne czynniki, a amplituda wahań tolerancji fizjologicznej jest modyfikowana przez stan wewnętrzny ustroju – warunki odżywienia, wiek, genetycznie sterowaną odporność.

Wieloletnie doświadczenie naukowców z różnych krajów w monitorowaniu stanu środowiska pokazało zalety wskaźników życia:

· w warunkach chronicznych obciążeń antropogenicznych mogą reagować nawet na stosunkowo słabe oddziaływania ze względu na efekt skumulowany; reakcje objawiają się podczas gromadzenia się pewnych krytycznych wartości całkowitych ładunków dawek;

· podsumować wpływ wszystkich bez wyjątku oddziaływań ważnych biologicznie i odzwierciedlać stan środowiska jako całości, w tym jego zanieczyszczenie i inne zmiany antropogeniczne;

wyeliminować konieczność rejestracji parametrów chemicznych i fizycznych charakteryzujących stan środowiska;

ustalić szybkość zachodzących zmian;

ujawnić trendy w rozwoju środowiska naturalnego;

wskazać drogi i miejsca gromadzenia się w systemach ekologicznych różnego rodzaju zanieczyszczeń i trucizn, możliwe drogi ich przedostania się do żywności człowieka;

pozwalają ocenić stopień szkodliwości wszelkich substancji syntetyzowanych przez człowieka dla przyrody i dla siebie, a jednocześnie umożliwiają kontrolę ich działania.

Istnieją dwie formy odpowiedzi organizmów żywych wykorzystywane do celów bioindykacyjnych - konkretny I niespecyficzne. W pierwszym przypadku zachodzące zmiany są związane z działaniem jednego z czynników. Przy bioindykacji niespecyficznej różne czynniki antropogeniczne wywołują te same reakcje.

W zależności od rodzaju odpowiedzi bioindykatory dzielą się na wrażliwy I łączny. Bioindykatory czułe reagują na stres znacznym odchyleniem od norm życiowych, natomiast bioindykatory skumulowane kumulują oddziaływanie antropogeniczne, znacznie przekraczające normalny poziom w przyrodzie, bez widocznych zmian.

Bądź typowy dla danych warunków;

· mają wysoką liczebność w badanym ekotopie;

· mieszkają w tym miejscu od wielu lat, co pozwala prześledzić dynamikę zanieczyszczeń;

znajdować się w warunkach odpowiednich do pobierania próbek;

· umożliwiają bezpośrednią analizę bez wstępnego zagęszczania próbek;

charakteryzować się dodatnią korelacją między stężeniem zanieczyszczeń w organizmie-wskaźniku a obiektem badań;

być użytkowany w naturalnych warunkach jego istnienia; »mają krótki okres ontogenezy, dzięki czemu możliwe jest prześledzenie wpływu czynnika na kolejne pokolenia.

Odpowiedź bioindykatora na określone działanie fizyczne lub chemiczne musi być jasno wyrażona, tj. specyficzne, łatwe do zarejestrowania wizualnie lub za pomocą przyrządów.

Do bioindykacji konieczne jest wybranie zbiorowisk najbardziej wrażliwych, charakteryzujących się maksymalnym odsetkiem odpowiedzi i dotkliwością parametrów. Na przykład w ekosystemach wodnych najbardziej wrażliwe są zbiorowiska planktonowe, które dzięki krótkiemu cyklowi życia i wysokiemu współczynnikowi reprodukcji szybko reagują na zmiany środowiskowe. Zbiorowiska bentosowe, w których organizmy mają dość długi cykl życiowy, są bardziej konserwatywne: podczas długotrwałego chronicznego zanieczyszczenia zachodzą w nich przegrupowania, prowadzące do nieodwracalnych procesów.

Do metod bioindykacji, które można wykorzystać w badaniu ekosystemu, należy identyfikacja rzadkich i zagrożonych gatunków na badanym obszarze. Lista takich organizmów jest w rzeczywistości zbiorem gatunków wskaźnikowych, które są najbardziej wrażliwe na oddziaływanie antropogeniczne.

2.2 Cechy wykorzystania roślin jako bioindykatorów

Przy pomocy roślin można przeprowadzić bioindykację wszystkich środowisk przyrodniczych. Rośliny wskaźnikowe wykorzystywane są do oceny składu mechanicznego i kwaśnego gleb, ich żyzności, wilgotności i zasolenia, stopnia mineralizacji wód podziemnych oraz stopnia zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego związkami gazowymi, a także do określania właściwości troficznych jednolitych części wód i stopnia ich zanieczyszczenia zanieczyszczeniami. Na przykład zawartość ołowiu w glebie jest wskazywana przez gatunki kostrzewy (Kostrzewa jajo itp.), wygięty (agrotis tenuis itd.); cynk - rodzaje fiołków ( Altówka trójkolorowy itp.), Jarutki (Tlaspi Alpestre itd.); miedź i kobalt - żywice (Silene pospolity itp.), wiele zbóż i mchów.

Fitoindykatory czułe wskazują na obecność zanieczyszczenia w powietrzu lub glebie poprzez wczesne reakcje morfologiczne – zmianę barwy liści (pojawienie się chlorozy; barwa żółta, brązowa lub brązowa), różne formy nekrozy, przedwczesne więdnięcie i opadanie liści. W roślinach wieloletnich zanieczyszczenia powodują zmiany wielkości, kształtu, liczby organów, kierunku wzrostu pędów lub zmiany płodności. Takie reakcje są zwykle niespecyficzne.

B. V. Vinogradov sklasyfikował wskaźniki roślin jako florystyczne, fizjologiczne, morfologiczne i fitocenotyczne. Cechy florystyczne to różnice w składzie roślinności badanych obszarów, powstałe w wyniku określonych warunków środowiskowych. Zarówno obecność, jak i brak gatunku są orientacyjne. Cechy fizjologiczne obejmują cechy metabolizmu roślin, cechy anatomiczne i morfologiczne - cechy budowy wewnętrznej i zewnętrznej, różne anomalie rozwojowe i nowotwory, cechy fitocenotyczne - cechy struktury pokrycia roślinnego: liczebność i rozproszenie gatunkowe roślin, warstwowanie, mozaikowatość, stopień zwartości.

Bardzo często do celów bioindykacji wykorzystuje się różne anomalie wzrostu i rozwoju roślin – odchylenia od ogólnych wzorców. Naukowcy podzielili je na trzy główne grupy, związane z: (1) hamowaniem lub stymulacją normalnego wzrostu (karłowatość i gigantyzm); (2) z deformacjami łodyg, liści, korzeni, owoców, kwiatów i kwiatostanów; (3) z pojawieniem się nowotworów (do tej grupy anomalii wzrostu zalicza się również guzy).

Gigantyzm i karłowatość są uważane przez wielu badaczy za deformacje. Na przykład nadmiar miedzi w glebie zmniejsza o połowę wielkość maku kalifornijskiego, a nadmiar ołowiu prowadzi do karłowatości smoły.

Dla celów bioindykacji interesujące są następujące deformacje roślin:

· fascynacja - wstęgowe spłaszczenie i połączenie łodyg, korzeni i szypułek;

· frotte kwiaty, w których pręciki zamieniają się w płatki;

· proliferacja - kiełkowanie kwiatów i kwiatostanów;

· tryskacz morski- liście w kształcie lejka, miseczki i rurki u roślin o liściach blaszkowatych;

· zmniejszenie- cofnięcie rozwoju organów roślinnych, degeneracja;

· nitkowatość- nitkowaty kształt blaszki liściowej;

· filodium pręciki - ich przekształcenie w płaską formację w kształcie liścia.

Biomonitoring można prowadzić poprzez obserwację poszczególnych roślin wskaźnikowych, populacji określonego gatunku oraz stanu fitocenozy jako całości. Na poziomie gatunkowym zwykle wytwarza się specyficzne wskazanie pojedynczego zanieczyszczenia, a na poziomie populacji lub fitocenozy ogólny stan środowiska naturalnego.

2.3 Cechy wykorzystania zwierząt jako bioindykatorów

Kręgowce są również dobrymi wskaźnikami stanu środowiska ze względu na następujące cechy:

· będąc konsumentami, znajdują się na różnych poziomach troficznych ekosystemów i gromadzą zanieczyszczenia poprzez łańcuchy pokarmowe;

mieć aktywny metabolizm, który przyczynia się do szybkiej manifestacji wpływu negatywnych czynników środowiskowych na organizm;

· posiadać dobrze zróżnicowane tkanki i narządy, które mają różną zdolność do gromadzenia substancji toksycznych i niejednoznaczną odpowiedź fizjologiczną, co pozwala badaczowi na szeroki zakres badań na poziomie tkanek, narządów i funkcji;

· najbardziej wrażliwe na zmiany antropogeniczne są złożone adaptacje zwierząt do warunków środowiskowych i wyraźne reakcje behawioralne, co umożliwia bezpośrednią obserwację i analizę szybkich reakcji na oddziaływanie;

Zwierzęta o krótkim cyklu rozwojowym i licznym potomstwie mogą posłużyć do prowadzenia serii wieloletnich obserwacji i prześledzenia wpływu czynnika na kolejne pokolenia; w przypadku zwierząt długowiecznych można wybrać szczególnie czułe testy zgodnie ze szczególnie wrażliwymi etapami ontogenezy.

Główną zaletą wykorzystania kręgowców jako bioindykatorów jest ich fizjologiczna bliskość do człowieka. Główne wady związane są ze złożonością ich wykrywania w przyrodzie, chwytania, identyfikacji gatunków, a także czasu trwania obserwacji morfo-anatomicznych. Ponadto eksperymenty na zwierzętach są często kosztowne i wymagają wielu powtórzeń, aby uzyskać statystycznie wiarygodne wnioski.

Ocena i prognozowanie stanu środowiska naturalnego z udziałem kręgowców prowadzone są na wszystkich poziomach ich organizacji. Na poziomie organizmów za pomocą analizy porównawczej ocenia się parametry morfoanatomiczne, behawioralne i fizjologiczno-biochemiczne.

Wskaźniki morfo-anatomiczne opisują cechy struktur zewnętrznych i wewnętrznych zwierząt oraz ich zmiany pod wpływem określonych czynników (depigmentacja, zmiany w powłoce, strukturze tkanki i lokalizacji narządów, występowanie deformacji, guzów i innych objawów patologicznych).

Parametry behawioralne i fizjologiczno-biochemiczne są szczególnie wrażliwe na zmiany w środowisku zewnętrznym. Toksyny, wnikając do kości lub krwi kręgowców, natychmiast wpływają na funkcje zapewniające aktywność życiową. Nawet przy wąsko specyficznym wpływie substancji toksycznej na określoną funkcję, jej zmiany znajdują odzwierciedlenie w stanie całego organizmu ze względu na wzajemne powiązania procesów życiowych. Obecność substancji toksycznych dość wyraźnie objawia się naruszeniem rytmu oddychania, skurczów serca, szybkości trawienia, rytmu wydzielania, długości cykli rozrodczych.

Aby móc porównać materiał zebrany przez różnych badaczy z różnych obszarów, zestaw gatunków wskaźnikowych powinien być jednolity i niewielki. Oto kilka kryteriów przydatności różnych gatunków ssaków do badań bioindykacyjnych:

· przynależność do różnych części łańcucha troficznego – ssaki roślinożerne, owadożerne, drapieżne;

Osiedlenie się lub brak dużych migracji;

· szeroki obszar występowania (stosunkowo wysoka eurytopowość), tj. to kryterium wyklucza wykorzystanie endemitów jako wskaźników testowych;

· przynależność do zbiorowisk naturalnych: kryterium wyklucza gatunki synantropijne żerujące w pobliżu siedzib ludzkich i niedostatecznie charakteryzujące skład mikroelementowy zanieczyszczeń w danym regionie;

· liczebność gatunku powinna zapewnić wystarczającą ilość materiału do analizy;

· Prostota i dostępność metod pozyskiwania gatunków.

Analizując według tych kryteriów przedstawicieli wszystkich rzędów ssaków występujących na terenie krajów WNP, można wyróżnić siedem gatunków: ryjówka zwyczajna (Rany areneusz), Europejski kret (Talpa europaea), Kret Ałtaju (Talpa altaika), brązowy niedźwiedź (Ursus Arctos), jeleń kanadyjski (Alces alces), nornica bankowa (Cletrionomys jaskrawy), nornik czerwonogrzbiety (Cletrionomys rubilus).

2.4 Metody symbiotyczne w bioindykacji

2.5 Zastosowania bioindykatorów

2.5.1 Ocena jakości powietrza

Zanieczyszczenia powietrza wpływają na wszystkie organizmy żywe, aw szczególności na rośliny. Z tego powodu rośliny, w tym te niższe, najlepiej nadają się do wykrywania początkowej zmiany składu powietrza. Odpowiednie wskaźniki dają ilościowe wyobrażenie o toksycznym działaniu zanieczyszczeń powietrza.

Porosty to organizmy symbiotyczne. Wielu badaczy wykazało ich przydatność do celów bioindykacyjnych. Posiadają bardzo specyficzne właściwości, gdyż reagują na zmiany składu atmosfery, mają odmienną biochemię niż inne organizmy, są szeroko rozpowszechnione na różnego rodzaju podłożach, począwszy od skał, a skończywszy na korze i liściach drzew oraz są wygodne do ekspozycji na terenach zanieczyszczonych.

Istnieją cztery główne grupy ekologiczne porostów: epifityczny - rosnące na korze drzew i krzewów; piksel - rosnący na gołym drewnie; epigejski- na ziemi; epilityczny- na skałach. Spośród nich gatunki epifityczne są najbardziej wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza. Za pomocą porostów można uzyskać dość wiarygodne dane na temat poziomu zanieczyszczenia powietrza. Jednocześnie można wyróżnić grupę związków i pierwiastków chemicznych, na działanie których porosty mają nadmierną wrażliwość: tlenki siarki i azotu, fluorowodór i chlor oraz metale ciężkie. Wiele porostów ginie przy niskim poziomie zanieczyszczenia atmosfery tymi substancjami. Procedura oznaczania jakości powietrza za pomocą porostów nazywana jest indykacją porostową.

Czystość powietrza można ocenić za pomocą roślin wyższych. Na przykład nagonasienne są doskonałymi wskaźnikami czystości atmosfery. Możliwe jest również badanie mutacji we włosach włókien tradescantia. Francuscy naukowcy zauważyli, że wraz ze wzrostem stężenia tlenku węgla i tlenków azotu emitowanych przez silniki spalinowe w powietrzu kolor jego włókien zmienia się z niebieskiego na różowy. Konsekwencje zaburzeń w indywidualnym rozwoju roślin ujawniać może także częstość występowania dewiacji morfologicznych (fenodewian), wartość zmiennych wskaźników asymetrii (odchylenie od idealnej symetrii dwustronnej i radialnej) oraz sposób analizy skomplikowanych, misternie zorganizowanych struktur (analiza fraktalna). Poziomy wszelkich odchyleń od normy są minimalne tylko w optymalnych warunkach i wzrastają pod wpływem stresu.

bioindykator zanieczyszczenia środowiska

2.5.2 Ocena jakości wody

Do biologicznego oznaczania jakości wody można wykorzystać prawie wszystkie grupy organizmów zasiedlających zbiorniki wodne: bezkręgowce planktonowe i bentosowe, pierwotniaki, algi, makrofity, bakterie i ryby. Każda z nich, pełniąc funkcję wskaźnika biologicznego, ma swoje zalety i wady, które wyznaczają granice jej wykorzystania w rozwiązywaniu problemów bioindykacyjnych, ponieważ wszystkie te grupy odgrywają wiodącą rolę w ogólnym obiegu substancji w zbiorniku. Organizmy, które są zwykle wykorzystywane jako bioindykatory, są odpowiedzialne za samooczyszczanie zbiornika, uczestniczą w tworzeniu produkcji pierwotnej oraz przeprowadzają przemiany substancji i energii w ekosystemach wodnych. Wszelkie wnioski oparte na wynikach badań biologicznych opierają się na całości wszystkich uzyskanych danych, a nie na podstawie pojedynczych wyników badań organizmów wskaźnikowych. Zarówno przy wykonywaniu badań, jak i przy ocenie uzyskanych wyników należy mieć na uwadze możliwość przypadkowego, miejscowego skażenia w punkcie obserwacyjnym. Na przykład rozkładające się szczątki roślin, zwłoki żaby czy ryby mogą powodować lokalne zmiany w charakterze populacji akwenu.

2.5.3 Diagnostyka gleby

Teoretycznym warunkiem zastosowania metody glebowo-zoologicznej do diagnostyki gleb jest sformułowana przez M. S. Gilyarova w 1949 r. koncepcja „standardu ekologicznego” gatunku – potrzeby gatunku dla określonego zespołu warunków środowiskowych. Każdy gatunek w swoim zasięgu występuje tylko w tych siedliskach, które zapewniają pełen zakres warunków niezbędnych do manifestacji żywotnej aktywności. Amplituda zmienności poszczególnych czynników środowiskowych charakteryzuje plastyczność ekologiczną gatunku. Eurybionty nie nadają się zbytnio do celów wskaźnikowych, podczas gdy stenobionty służą jako dobre wskaźniki pewnych warunków środowiskowych i właściwości substratu. Przepis ten jest ogólną zasadą teoretyczną w diagnostyce biologicznej. Wykorzystanie jednego gatunku do wskazania nie daje jednak pełnego zaufania do prawidłowości wniosków (tutaj obowiązuje „reguła zmiany siedliska”, aw efekcie zmiany cech ekologicznych gatunku). Lepiej jest badać cały kompleks organizmów, z których niektóre mogą być wskaźnikami wilgotności, inne temperatury, a jeszcze inne składu chemicznego lub mechanicznego. Im więcej gatunków zwierząt glebowych występuje na porównywanych obszarach, tym bardziej prawdopodobne jest stwierdzenie podobieństwa ich reżimów, a co za tym idzie jednolitości procesu glebotwórczego. Formy mikroskopowe są mniej przydatne niż inne - pierwotniaki i mikrostawonogi (kleszcze, skoczogonki). Ich przedstawiciele są kosmopolitami, ponieważ gleba nie jest dla nich jednym siedliskiem: żyją w systemie porów, naczyń włosowatych, zagłębień, które można znaleźć w każdej glebie. Spośród mikrostawonogów najlepiej zbadane są właściwości wskaźnikowe roztoczy pancernych. Skład ich zespołów zbiorowiskowych zależy nie tylko od warunków glebowych, ale także od charakteru i składu florystycznego roślinności, dlatego obiecujące jest wykorzystanie tego obiektu do wskazania szkodliwego oddziaływania na glebę.

Zbiorowiska dużych bezkręgowców (dżdżownice, stonogi, larwy owadów) są szczególnie cenne i wygodne do prac wskaźnikowych. A więc gronkowce z rodzaju Bledius i darklings z rodzaju Belopus wskazują na gleby solonchak-alkaliczne, stonogi-kivsyaki, niektóre gryzące muszki i mięczaki płucne służą jako wskaźniki zawartości wapna w glebie. dżdżownice oktolazium lakta a niektóre rodzaje drutowców są wskaźnikami wysokiej zawartości wapnia w wodach podziemnych.

Interesująca jest diagnostyka glebowo-algologiczna, która opiera się na założeniu, że strefowość gleb i roślinności odpowiada strefowości grup glonów. Przejawia się to w ogólnym składzie gatunkowym i kompleksie dominujących gatunków glonów, obecności określonych gatunków, charakterze rozmieszczenia wzdłuż profilu glebowego oraz przewadze niektórych form życia.

3. Biotesty środowiskowe

3.1 Zadania i metody biotestowania jakości środowiska

W wykrywaniu antropogenicznych zanieczyszczeń środowiska obok metod chemiczno-analitycznych wykorzystuje się metody oparte na ocenie stanu poszczególnych osobników narażonych na zanieczyszczone środowisko oraz ich narządów, tkanek i komórek. Ich zastosowanie wynika ze złożoności technicznej i ograniczonych informacji, których mogą dostarczyć metody chemiczne. Ponadto metody hydrochemiczne i chemiczno-analityczne mogą okazać się nieskuteczne ze względu na ich niewystarczająco wysoką czułość. Organizmy żywe są w stanie wyczuć wyższe stężenia substancji niż jakikolwiek czujnik analityczny, dlatego biota może podlegać toksycznym skutkom, które nie są rejestrowane środkami technicznymi.

Bioindykacja polega na identyfikacji już istniejących lub kumulujących się zanieczyszczeń przez gatunki wskaźnikowe organizmów żywych oraz cechy ekologiczne zbiorowisk organizmów. Obecnie szczególną uwagę zwraca się na techniki biotestów, tj. wykorzystanie obiektów biologicznych w kontrolowanych warunkach jako środka do identyfikacji całkowitej toksyczności środowiska. Biotesting jest techniką metodyczną polegającą na ocenie wpływu czynnika środowiskowego, w tym toksycznego, na organizm, jego wydzieloną funkcję lub układ narządów i tkanek. Oprócz wyboru testu biologicznego, ważną rolę odgrywa wybór reakcji testowej, tego parametru ciała, który jest mierzony podczas testu.

3.2 Podstawowe podejścia do testów biologicznych

„Podejścia” można warunkowo nazwać grupami metod, które charakteryzują podobne procesy zachodzące z obiektami testowymi pod wpływem czynników antropogenicznych. Główne podejścia:

Podejście biochemiczne

· Podejście genetyczne

Podejście morfologiczne

Podejście fizjologiczne

Podejście biofizyczne

Podejście immunologiczne

Podejście biochemiczne

Wpływ stresu na środowisko można ocenić na podstawie skuteczności reakcji biochemicznych, poziomu aktywności enzymatycznej oraz kumulacji określonych produktów przemiany materii. Zmiany zawartości niektórych związków biochemicznych w organizmie, wskaźników podstawowych procesów biochemicznych oraz struktury DNA w wyniku reakcji biochemicznych mogą dostarczyć niezbędnych informacji o reakcji organizmu w odpowiedzi na stres.

podejście genetyczne

Obecność i stopień manifestacji zmian genetycznych charakteryzuje aktywność mutagenną środowiska, a możliwość utrzymywania się zmian genetycznych w populacjach odzwierciedla sprawność funkcjonowania układu odpornościowego organizmów.

Zwykle większość zaburzeń genetycznych jest rozpoznawana i eliminowana przez komórkę, na przykład przez apoptozę przez układy wewnątrzkomórkowe lub układ odpornościowy. Znaczący nadmiar spontanicznego poziomu takich zaburzeń jest wskaźnikiem stresu. Zmiany genetyczne można wykryć na poziomie genów, chromosomów i genomów. Zwyczajowo wyróżnia się następujące typy mutacji. genetyczny, Lub punkt, - dzielą się one na dwie grupy: substytucje zasad w DNA oraz insercje lub delecje nukleotydów, prowadzące do przesunięcia ramki odczytu kodu genetycznego. Mutacje genów dzielą się również na bezpośrednie i odwrotne (rewersyjne). Mutacje z przesunięciem ramki odczytu są znacznie mniej podatne na spontaniczne rewersje niż mutacje polegające na podstawieniu zasady. Chromosomalny przegrupowania (aberracje) polegają na różnych naruszeniach struktury chromosomów. Genomowy mutacje - zmiana liczby chromosomów w jądrze.

Diagnozowanie wpływu zanieczyszczeń na cechy morfologiczne stosowane są metody szacowania fluktuacyjnej asymetrii.

Ponieważ używane są funkcje testowe parametry fizjologiczne hydrobiontów słodkowodnych bezkręgowców o różnym stopniu filogenezy.

Podejście immunologiczne w ocenie stanu środowiska jest badanie zmian odporności wrodzonej i nabytej u bezkręgowców i kręgowców.

Bibliografia

1. Biologiczna kontrola środowiska: bioindykacja i biotestowanie: podręcznik dla studentów. wyższy podręcznik Instytucje / OP Melekhova, E.I. Sarapultseva, T.I. Evseeva i inni; wyd. OP elekowa i E.I. Sarapulcewa. – wydanie II, reż. - M.: Centrum Wydawnicze "Akademia", 2008

2. Biologiczne metody oceny środowiska naturalnego / Pod redakcją N.N. Smirnova - M .: wydawnictwo „Nauka”, 1978

3. Biologiczna rola pierwiastków śladowych. – M.: Nauka, 1983, 238s.

Państwowa instytucja edukacyjna Wyższa edukacja zawodowa Vyatka State University Wydział Biologii Katedra Mikrobiologii Esej na temat: Rośliny i Zh

Obecnie negatywny wpływ zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego na roślinność jest oczywisty. Powietrze nigdy nie jest czyste. Powietrze atmosferyczne to niesamowita mieszanina gazów i oparów, a także mikroskopijnych cząstek różnego pochodzenia. Oczywiście nie każdy składnik powietrza atmosferycznego jest zanieczyszczeniem. Należą do nich te składniki atmosfery, które mają niekorzystny wpływ na rośliny. Oddziaływanie niektórych substancji na rośliny może być odczuwalne, ale prowadzi do zaburzeń fizjologicznych, aw niektórych przypadkach do całkowitego obumierania i śmierci rośliny. Niemal wszystkie emisje do atmosfery mają negatywny wpływ na rośliny, jednak na szczególną uwagę zasługują tzw. zanieczyszczenia priorytetowe:

Tlenki siarki ze spalania paliw kopalnych i wytopu metali;

Małe cząsteczki metali ciężkich;

Węglowodory i tlenek węgla zawarte w spalinach samochodowych;

Związki fluoru powstające podczas produkcji aluminium i fosforanów;

zanieczyszczenie fotochemiczne.

To właśnie te związki wyrządzają największe szkody roślinności, jednak lista zanieczyszczeń nie ogranicza się do nich. Chlorki, amoniak, tlenki azotu, pestycydy, pył, etylen i kombinacje wszystkich tych substancji mogą powodować uszkodzenia roślinności.

Spośród wymienionych zanieczyszczeń największym zagrożeniem dla roślin rosnących na terenie miasta są emisje do atmosfery, a także węglowodory i tlenek węgla.

Wpływ każdego zanieczyszczenia na rośliny zależy od jego stężenia i czasu narażenia; z kolei każdy rodzaj roślinności inaczej reaguje na działanie różnych substancji. Ponadto każda reakcja rośliny na zanieczyszczenie powietrza może zostać osłabiona lub wzmocniona przez wpływ wielu czynników geofizycznych. Tak więc liczba możliwych kombinacji zanieczyszczeń, zmiana czasu ich ekspozycji, przy której pojawiają się negatywne skutki, jest nieskończona.

Powszechnie wiadomo, że znaczna ilość zanieczyszczeń, które wypadają z atmosfery, osadza się na roślinności. Ponadto substancje te wnikają do roślin i ich przestrzeni wewnątrzkomórkowej, gdzie część z nich jest wchłaniana przez komórki roślinne i może zachodzić interakcja ze składnikami komórek. Oczywiste jest, że dopiero po zakończeniu wszystkich tych procesów możliwe jest ujawnienie toksyczności zanieczyszczenia.

Toksyczne działanie różnego rodzaju zanieczyszczeń na roślinność może objawiać się na kilka sposobów, jednak najczęściej prowadzi do zaburzeń metabolicznych. Każda substancja na swój sposób wpływa na procesy biochemiczne i fizjologiczne w roślinach. Ich reakcja na te wpływy przejawia się w naruszeniach struktury i funkcji całego systemu lub jego poszczególnych elementów. Naruszenia te można zobaczyć za pomocą wielu znaków, które są widoczne, gdy patrzy się z bliska na naturalny obiekt. Na podstawie analizy szeregu źródeł literaturowych oraz badań zbiorowisk roślinnych wśród najczęstszych przejawów naruszenia roślinności drzewiastej w warunkach zanieczyszczenia antropogenicznego i technogenicznego można wyróżnić:

Pojawienie się wśród dominujących gatunków drzew martwych i osłabionych (świerk w borze świerkowym, dąb w borze dębowym, brzoza w brzozowym lesie);

Zmniejszenie (zauważalne) wielkości igieł i liści w tym roku w porównaniu z latami poprzednimi;

Przedwczesne (na długo przed jesienią) żółknięcie i opadanie liści;

Spowolnienie wzrostu drzew na wysokość i średnicę;

Pojawienie się chlorozy (tj. wczesnego starzenia się liści lub igieł pod wpływem zanieczyszczeń) i nekrozy (tj. martwicy fragmentów tkanki roślinnej również pod wpływem zanieczyszczeń) igieł i listowia. Ponadto położenie na roślinie i kolor nekrozy pozwalają niekiedy wnioskować o stopniu i rodzaju oddziaływania. Zwyczajowo rozróżnia się: a) martwicę brzeżną - śmierć tkanki wzdłuż krawędzi prześcieradła; b) nekroza środkowa - obumieranie tkanki liścia między nerwami; c) punktowata martwica – martwica tkanki liścia w postaci kropek i małych plamek rozsianych po całej powierzchni liścia;

Skrócenie żywotności igieł;

zauważalny wzrost drzew uszkodzonych przez choroby i szkodniki owadzie (grzyby i owady);

Napływ grzybów rurkowych (makromycetes) ze zbiorowisk leśnych oraz spadek składu gatunkowego i liczebności grzybów agarowych;

Zmniejszenie składu gatunkowego i występowania głównych typów porostów epifitycznych (żyjących na pniach drzew) oraz zmniejszenie stopnia pokrycia powierzchni pni drzew przez porosty.

Znanych jest kilka rodzajów (typów) oddziaływania zanieczyszczeń powietrza na rośliny, które warunkowo można podzielić na skutki ostrego narażenia na wysokie stężenia zanieczyszczeń w krótkim okresie czasu oraz skutki chronicznego narażenia na niskie stężenia w długim okresie. Przykładami skutków narażenia ostrego są wyraźnie obserwowane chlorozy lub nekrozy tkanki liści, opadanie liści, owoców, płatków kwiatów; zwijanie się liści; skrzywienie łodygi. Skutki narażenia chronicznego to spowolnienie lub zatrzymanie prawidłowego wzrostu lub rozwoju rośliny (powodujące w szczególności zmniejszenie objętości biomasy); chloroza lub martwica końcówek liści; powolne obumieranie rośliny lub jej organów. Często objawy chronicznych lub ostrych skutków są specyficzne dla poszczególnych zanieczyszczeń lub ich kombinacji.

Obecnie powszechnie uznaje się szkodliwy wpływ zanieczyszczeń atmosferycznych na różne składniki roślinności, w tym na gatunki drzew leśnych. Do zanieczyszczeń priorytetowych należą: dwutlenek siarki, ozon, azotan nadtlenoacetylu (PAN), fluorki.

Substancje te zakłócają różne procesy biochemiczne i fizjologiczne oraz organizację strukturalną komórek roślinnych. Błędem jest zakładanie, że rośliny nie są uszkodzone, dopóki nie pojawią się widoczne objawy fitotoksyczności. Uszkodzenia objawiają się przede wszystkim na poziomie biochemicznym (dotyczą fotosyntezy, oddychania, biosyntezy tłuszczów i białek itp.), następnie rozprzestrzeniają się na poziom ultrastrukturalny (zniszczenie błon komórkowych) i komórkowy (zniszczenie jądra, błon komórkowych). Dopiero wtedy pojawiają się widoczne objawy uszkodzeń.

W przypadku ostrych uszkodzeń plantacji drzew przez dwutlenek siarki typowe jest pojawienie się obszarów nekrotycznych, głównie między nerwami liścia, ale czasami – u roślin o wąskich liściach – na końcach liści i wzdłuż krawędzi. Zmiany nekrotyczne są widoczne po obu stronach liścia. Zniszczone obszary tkanek liściowych najpierw wyglądają na szarozielone, jakby zwilżone wodą, ale potem wysychają i zmieniają kolor na czerwono-brązowy. Ponadto mogą pojawić się blade kropki w kolorze kości słoniowej. Duże nekrotyczne plamy i plamy często zlewają się, tworząc pasma między żyłami. Gdy martwicze uszkodzenie tkanki liściowej staje się kruche, rozdziera się i wypada z otaczającej tkanki, liście przybierają perforowany kształt, co jest charakterystyczną reakcją ostrego uszkodzenia dwutlenkiem siarki. Rola terenów zielonych w zapobieganiu zanieczyszczeniu powietrza pyłami i emisjami przemysłowymi jest nie do przecenienia; zatrzymując zanieczyszczenia stałe i gazowe, służą jako rodzaj filtra oczyszczającego atmosferę. 1 m3 powietrza w ośrodkach przemysłowych zawiera od 100 do 500 tysięcy cząsteczek kurzu, sadzy, aw lesie jest ich prawie tysiąc razy mniej. Plantacje są w stanie zatrzymać na koronach od 6 do 78 kg/ha opadów stałych, co stanowi 40...80% zanieczyszczeń zawieszonych w powietrzu. Naukowcy obliczyli, że korony drzewostanów świerkowych filtrują rocznie 32 t/ha pyłu, sosna – 36, dąb – 56, buk – 63 t/ha.

Pod drzewami pyłu jest mniej średnio o 42,2% w sezonie wegetacyjnym io 37,5% przy braku listowia. Plantacje leśne zachowują pyłoszczelność nawet w stanie bezlistnym. Wraz z pyłem drzewa pochłaniają również szkodliwe zanieczyszczenia: na drzewach i krzewach osadza się do 72% pyłu i 60% dwutlenku siarki.

Filtrującą rolę terenów zielonych tłumaczy się tym, że jedna część gazów jest pochłaniana podczas fotosyntezy, druga jest rozpraszana do górnych warstw atmosfery w wyniku pionowych i poziomych prądów powietrza, które występują w wyniku różnicy temperatur powietrza na terenach otwartych i pod okapem lasu.

Pyłoszczelność terenów zielonych polega na mechanicznym zatrzymywaniu pyłów i gazów, a następnie ich wypłukiwaniu przez deszcz. Jeden hektar lasu oczyszcza rocznie 18 mln m3 powietrza.

Badania pyłochłonności drzew w pobliżu cementowni wykazały, że w okresie wegetacji topola czarna osadza do 44 kg/ha pyłu, topola biała – 53, wierzba biała – 34, klon jesionolistny – 30 kg/ha pyłu. Pod wpływem terenów zielonych stężenie dwutlenku siarki w odległości 1000 m od elektrociepłowni, huty i zakładu chemicznego spada o 20…29%, a w odległości 2000 m o 38…42%. W regionie moskiewskim drzewostany brzozowe najskuteczniej pochłaniają dwutlenek siarki.

Plantacje lipy drobnolistnej (zawartość siarki w jej liściach wynosiła 3,3% suchych liści), klonu (3%), kasztanowca (2,8%), dębu (2,6%), topoli białej (2,5%) aktywnie absorbują związki siarki z powietrza atmosferycznego.

W okresie wegetacji 1 ha plantacji topoli balsamicznej na Cis-Ural pochłania 100 kg dwutlenku siarki; na mniej zanieczyszczonym terenie 1 hektar plantacji lipy drobnolistnej gromadzi w liściach do 40...50 kg siarki. Naukowcy stwierdzili, że w strefie silnego stałego zanieczyszczenia gazowego związki siarki absorbuje przede wszystkim topola balsamiczna, aw mniejszym stopniu wiąz gładki, czeremcha ptasia i klon jesionolistny. W strefie umiarkowanego zanieczyszczenia gazami najlepsze wskaźniki wykazują lipa drobnolistna, jesion, bz i wiciokrzew. Skład gatunkowy dwóch pierwszych grup jest zachowany w strefie słabego okresowego zanieczyszczenia gazowego. Wiele gatunków drzew wysoce odpornych na bezwodnik siarki ma niską absorpcję gazu. Oprócz dwutlenku siarki nasadzenia pochłaniają tlenki azotu. Oprócz tych głównych zanieczyszczeń powietrza tereny zielone pochłaniają również inne. Topola, wierzba, jesion, mające do 5 kg lub więcej liści, pochłaniają do 200 ... 250 g chloru w okresie wegetacji, krzewy - do 100 ... 150 g chloru.

Jedno drzewo w okresie wegetacji neutralizuje związki ołowiu zawarte w 130 kg benzyny. W roślinach wzdłuż autostrady zawartość ołowiu wynosi 35 ... 50 mg na 1 kg suchej masy, aw strefie czystej atmosfery - 3 ... 5 mg. Alkainy, węglowodory aromatyczne, kwasy, estry, alkohole itp. są aktywnie absorbowane przez rośliny.

Stwierdzono zmniejszenie zagrożenia skażenia substancjami rakotwórczymi przez nasadzenia zielone.

Plantacje na zubożonych glebach miejskich są bardziej podatne na gazowe środki odurzające. Wprowadzenie nawozów mineralnych i organicznych do takich gleb zwiększa gazoodporność gatunków drzew.

Plantacje o zdolności filtracyjnej (pochłaniającej średnio do 60 t/ha szkodliwych zanieczyszczeń) są w stanie poradzić sobie z eliminacją zanieczyszczeń powietrza przez aglomeracje przemysłowe, których maksymalna wartość sięga 200 t/ha.

Powyższe przykłady w przekonujący sposób dowodzą, że tereny zielone wraz ze stosowaniem technicznych środków oczyszczania i doskonaleniem technologii produkcji odgrywają istotną rolę w eliminacji i lokalizacji szkodliwych zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym. Niosąc ogromną służbę sanitarno-higieniczną, plantacje leśne same cierpią z powodu pyłowego i gazowego zanieczyszczenia powietrza.

Wniosek

Organizmy roślinne odgrywają kluczową rolę w biosferze, corocznie gromadząc ogromne masy materii organicznej i produkując tlen. Ludzkość wykorzystuje rośliny jako główne źródło pożywienia, surowce techniczne, paliwo, materiały budowlane. Zadaniem fizjologii roślin jest ujawnienie istoty procesów zachodzących w organizmie roślinnym, ustalenie ich wzajemnych powiązań, zmian pod wpływem środowiska, mechanizmów ich regulacji w celu sterowania tymi procesami w celu uzyskania większej wielkości produkcji.

Ostatnio postęp w biologii molekularnej, hodowli, genetyce, inżynierii komórkowej i genetycznej wywarł ogromny wpływ na fizjologię roślin. To dzięki osiągnięciom biologii molekularnej znane wcześniej fakty dotyczące roli fitohormonów w procesach wzrostu i rozwoju roślin otrzymały nową interpretację. Obecnie fitohormony odgrywają ważną rolę w regulacji najważniejszych procesów fizjologicznych. W związku z tym jednym z najważniejszych zadań stojących przed fizjologią roślin jest odkrycie mechanizmu regulacji hormonalnej.

Badania na poziomie molekularnym w dużym stopniu przyczyniły się do wyjaśnienia procesów wnikania składników pokarmowych do rośliny. Jednakże. Trzeba powiedzieć, że kwestie pobierania, a zwłaszcza przemieszczania składników odżywczych przez roślinę, pozostają w dużej mierze niejasne.

W ostatnich latach poczyniono ogromne postępy w zrozumieniu podstawowych procesów fotosyntezy, chociaż wiele kwestii wymaga dalszych badań. Kiedy mechanizm procesu fotosyntezy zostanie w pełni ujawniony, spełni się marzenie ludzkości o odtworzeniu tego procesu w sztucznej instalacji.

Tym samym coraz szersze zastosowanie zasad odkrytych w badaniach biologii molekularnej w badaniu procesów zachodzących na poziomie całych roślin i zbiorowisk roślinnych umożliwi zbliżenie się do kontroli wzrostu, rozwoju, a co za tym idzie produktywności organizmów roślinnych.