Como a poluição afeta os animais. Efeitos da poluição do ar exterior sobre os animais

Por que o ar sujo é perigoso?

Uma pessoa inala até 24 kg de ar por dia, o que é pelo menos 16 vezes mais do que a quantidade de água ingerida por dia. Mas será que pensamos no que respiramos? Afinal, com um grande número de carros, fumaça de tabaco, eletrodomésticos, partículas que evaporam de detergentes e produtos de limpeza e muito, muito mais, o ar que respiramos não é limpo. Do que é feito o ar poluído e por que ele é perigoso?

Como você sabe, as partículas de ar têm cargas elétricas. O processo de formação dessas cargas é chamado de ionização, e uma molécula carregada é chamada de íon ou íon de ar. Se uma molécula ionizada se depositar em uma partícula de líquido ou em um grão de poeira, esse íon é chamado de íon pesado.

Os íons de ar têm duas cargas - positiva e negativa.

Os íons carregados negativamente têm um efeito benéfico na saúde humana. No ar limpo, absolutamente não há íons pesados ​​​​e, portanto, esse ar é favorável para os seres humanos. É por isso que as pessoas precisam estar com mais frequência ao ar livre, na natureza, longe da fumaça da cidade e da exposição a fatores ambientais nocivos.

Os mais sensíveis aos efeitos adversos dos íons positivos (várias dezenas de metais foram encontrados apenas na poeira doméstica, incluindo alguns tóxicos e perigosos como cádmio, chumbo, arsênico etc.), essas categorias de pessoas que permanecem dentro de casa há muito tempo tempo são crianças (especialmente os mais jovens), mulheres grávidas e lactantes, doentes e idosos.

Como o ar sujo afeta uma pessoa?

Sabe-se que todo equipamento eletrônico e elétrico emite íons carregados positivamente, não havendo reprodução de íons de ar carregados negativamente, que são constantemente consumidos por humanos e animais de estimação, no ambiente.

A poluição do ar, aliada à violação da composição física natural, torna o ambiente aéreo ao nosso redor extremamente desfavorável à vida, o que, segundo os dados científicos mais recentes, obriga o corpo humano a gastar 80% de seus recursos internos apenas para garantir a possibilidade da existência nele.

Se ao menos pudéssemos localizar nossas casas na floresta e deixar a própria natureza purificar, refrescar o ar!

No entanto, isso é praticamente irreal, mas você pode usar sistemas de purificação de ar que recriam a limpeza natural com a ajuda de ionização e ozônio de baixa concentração. Esses sistemas podem ser usados ​​em residências, escritórios, hotéis, animais de estimação, agricultura e até carros.

Em todas as fases de seu desenvolvimento, o homem estava intimamente ligado ao mundo exterior. Mas desde o surgimento de uma sociedade altamente industrial, a perigosa intervenção humana na natureza aumentou dramaticamente, o escopo dessa intervenção se expandiu, tornou-se mais diversificado e agora ameaça se tornar um perigo global para a humanidade.

O homem tem que intervir cada vez mais na economia da biosfera - aquela parte do nosso planeta onde existe vida. A biosfera da Terra está atualmente sofrendo um impacto antropogênico crescente. Ao mesmo tempo, vários dos processos mais significativos podem ser distinguidos, nenhum dos quais melhora a situação ecológica do planeta.

A mais ampla e significativa é a poluição química do meio ambiente por substâncias de natureza química incomum para ele. Entre eles estão os poluentes gasosos e aerossóis de origem industrial e doméstica. O acúmulo de dióxido de carbono na atmosfera também está progredindo. Não há dúvidas sobre a importância da contaminação química do solo com agrotóxicos e sua maior acidez, levando ao colapso do ecossistema. Em geral, todos os fatores considerados, que podem ser atribuídos ao efeito poluente, têm um impacto significativo nos processos que ocorrem na biosfera.

O ditado “necessário como o ar” não é acidental. A sabedoria popular não está errada. Uma pessoa pode viver sem comida por 5 semanas, sem água - 5 dias, sem ar - não mais que 5 minutos. Na maior parte do mundo, o ar é pesado. O que está entupido não pode ser sentido na palma da sua mão, não pode ser visto a olho nu. No entanto, até 100 kg de poluentes caem na cabeça dos cidadãos todos os anos. São partículas sólidas (poeira, cinzas, fuligem), aerossóis, gases de escape, vapores, fumaça, etc. Muitas substâncias reagem entre si na atmosfera, formando novos compostos, muitas vezes ainda mais tóxicos.

Entre as substâncias que causam poluição química do ar urbano, os óxidos de nitrogênio mais comuns, enxofre (dióxido de enxofre), monóxido de carbono (monóxido de carbono), hidrocarbonetos, metais pesados.

A poluição do ar afeta negativamente a saúde humana, animais e plantas. Por exemplo, partículas mecânicas, fumaça e fuligem no ar causam doenças pulmonares. O monóxido de carbono contido nas emissões de escapamento dos carros, na fumaça do tabaco, leva à falta de oxigênio do corpo, uma vez que se liga à hemoglobina do sangue. Os gases de escape contêm compostos de chumbo que causam intoxicação geral do corpo.

Quanto ao solo, pode-se notar que os solos da taiga do norte são relativamente jovens e pouco desenvolvidos; portanto, a destruição mecânica parcial não afeta significativamente sua fertilidade em relação à vegetação lenhosa. Mas cortar o horizonte de húmus ou encher o solo causa a morte dos rizomas dos arbustos de mirtilos e mirtilos. E como essas espécies se reproduzem principalmente por rizomas, elas desaparecem em rotas de oleodutos e estradas. O seu lugar é ocupado por cereais e juncos economicamente menos valiosos, que provocam o encharcamento natural do solo e impedem a renovação natural das coníferas. Essa tendência é típica de nossa cidade: o solo ácido em sua composição original já é infértil (considerando a pobre microflora do solo e a composição de espécies de animais do solo), e também está poluído com substâncias tóxicas vindas do ar e da água derretida. Os solos da cidade, na maioria dos casos, são mistos e volumosos com alto grau de compactação. Salinização perigosa e secundária que ocorre ao usar misturas de sal contra o gelo da estrada e processos de urbanização e uso de fertilizantes minerais.

Claro, por meio de métodos de análise química, é possível estabelecer a presença de substâncias nocivas no meio ambiente, mesmo em quantidades mínimas. No entanto, isso não é suficiente para determinar o impacto qualitativo dessas substâncias nos seres humanos e no meio ambiente e, mais ainda, as consequências a longo prazo. Além disso, é possível avaliar apenas parcialmente a ameaça de poluentes contidos na atmosfera, água, solo, considerando o efeito de apenas substâncias individuais sem sua possível interação com outras substâncias. Portanto, o controle de qualidade dos componentes da natureza deve ser monitorado em um estágio anterior para evitar perigos. O mundo vegetal ao nosso redor é mais sensível e informativo do que qualquer dispositivo eletrônico. Esse propósito pode ser atendido por espécies vegetais especialmente selecionadas e contidas em condições adequadas, os chamados fitoindicadores, que permitem o reconhecimento precoce de um possível perigo para a atmosfera e o solo da cidade, proveniente de substâncias nocivas.

Principais poluentes

O homem vem poluindo a atmosfera há milhares de anos, mas as consequências do uso do fogo, que ele utilizou durante todo esse período, foram insignificantes. Tive que aguentar o fato de que a fumaça atrapalhava a respiração e a fuligem caía como uma capa preta no teto e nas paredes da casa. O calor resultante era mais importante para uma pessoa do que o ar puro e não as paredes fuliginosas das cavernas. Essa poluição inicial do ar não foi um problema, pois as pessoas viviam em pequenos grupos, ocupando um vasto ambiente natural intocado. E mesmo uma concentração significativa de pessoas em uma área relativamente pequena, como acontecia na antiguidade clássica, ainda não trazia consequências graves.

Assim foi até o início do século XIX. Somente no século passado o desenvolvimento da indústria nos "presenteou" com tais processos de produção, cujas consequências a princípio o homem ainda não podia imaginar. Surgiram cidades com milhões de habitantes, cujo crescimento não pode ser interrompido. Tudo isso é fruto de grandes invenções e conquistas do homem.

Basicamente, existem três fontes principais de poluição do ar: indústria, caldeiras domésticas, transporte. A participação de cada uma dessas fontes na poluição do ar varia muito de um lugar para outro. Agora é geralmente aceito que a produção industrial polui mais o ar. Fontes de poluição - usinas termelétricas, caldeiras domésticas, que, juntamente com a fumaça, emitem dióxido de enxofre e dióxido de carbono no ar; empresas metalúrgicas, especialmente metalurgia não ferrosa, que emitem óxidos de nitrogênio, sulfeto de hidrogênio, cloro, flúor, amônia, compostos de fósforo, partículas e compostos de mercúrio e arsênico no ar; indústrias químicas e cimenteiras. Gases nocivos entram no ar como resultado da combustão de combustível para necessidades industriais, aquecimento doméstico, transporte, combustão e processamento de resíduos domésticos e industriais. Os poluentes atmosféricos são divididos em primários, que entram diretamente na atmosfera, e secundários, resultantes da transformação destes últimos. Assim, o dióxido de enxofre que entra na atmosfera é oxidado em anidrido sulfúrico, que interage com o vapor d'água e forma gotículas de ácido sulfúrico. Quando o anidrido sulfúrico reage com amônia, cristais de sulfato de amônio são formados. Aqui estão alguns dos poluentes: a) Monóxido de carbono. É obtido pela combustão incompleta de substâncias carbonáceas. Entra no ar durante a combustão de resíduos sólidos, com gases de escape e emissões de empreendimentos industriais. Pelo menos 1250 milhões de toneladas deste gás entram na atmosfera todos os anos. m) O monóxido de carbono é um composto que reage ativamente com as partes constituintes da atmosfera e contribui para o aumento da temperatura do planeta e para a criação do efeito estufa.

b) Dióxido de enxofre. É emitido durante a combustão de combustível contendo enxofre ou o processamento de minérios sulfurosos (até 170 milhões de toneladas por ano). Parte dos compostos de enxofre é liberada durante a combustão de resíduos orgânicos em lixões de mineração. Somente nos Estados Unidos, a quantidade total de dióxido de enxofre emitido na atmosfera foi de 65% da emissão global.

c) Anidrido sulfúrico. É formado durante a oxidação do dióxido de enxofre. O produto final da reação é um aerossol ou solução de ácido sulfúrico na água da chuva, que acidifica o solo e agrava as doenças respiratórias humanas. A precipitação de aerossol de ácido sulfúrico de queimadores de fumaça de empresas químicas é observada em baixa nebulosidade e alta umidade do ar. Lâminas foliares de plantas que crescem a uma distância inferior a 11 km. de tais empreendimentos, geralmente é densamente pontilhado de pequenos pontos necróticos formados nos locais de sedimentação de gotículas de ácido sulfúrico. Empresas pirometalúrgicas de metalurgia não ferrosa e ferrosa, bem como usinas termelétricas emitem anualmente dezenas de milhões de toneladas de anidrido sulfúrico na atmosfera.

d) Sulfeto de hidrogênio e dissulfeto de carbono. Eles entram na atmosfera separadamente ou em conjunto com outros compostos de enxofre. As principais fontes de emissões são as empresas de fabricação de fibras artificiais, açúcar, coque, refinarias de petróleo e campos de petróleo. Na atmosfera, ao interagir com outros poluentes, sofrem oxidação lenta a anidrido sulfúrico.

e) Óxidos de nitrogênio. As principais fontes de emissões são empresas produtoras de fertilizantes nitrogenados, ácido nítrico e nitratos, corantes de anilina, nitrocompostos, seda de viscose e celulóide. A quantidade de óxidos de nitrogênio que entra na atmosfera é de 20 milhões de toneladas por ano.

f) Compostos de flúor. Fontes de poluição são empresas produtoras de alumínio, esmaltes, vidro, cerâmica, aço e fertilizantes fosfatados. Substâncias contendo flúor entram na atmosfera na forma de compostos gasosos - fluoreto de hidrogênio ou poeira de sódio e fluoreto de cálcio. Os compostos são caracterizados por um efeito tóxico. Os derivados do flúor são inseticidas fortes.

g) Compostos de cloro. Eles entram na atmosfera de empresas químicas que produzem ácido clorídrico, pesticidas contendo cloro, corantes orgânicos, álcool hidrolítico, alvejante, refrigerante. Na atmosfera, eles são encontrados como uma mistura de moléculas de cloro e vapores de ácido clorídrico. A toxicidade do cloro é determinada pelo tipo de compostos e sua concentração. Na indústria metalúrgica, durante a fundição do ferro gusa e durante o seu processamento em aço, vários metais e gases tóxicos são liberados na atmosfera.

h) Dióxido de enxofre (SO2) e anidrido sulfúrico (SO3). Em combinação com partículas suspensas e umidade, eles têm o efeito mais prejudicial sobre os seres humanos, organismos vivos e valores materiais. O SO2 é um gás incolor e incombustível, cujo cheiro começa a ser sentido em sua concentração no ar de 0,3 a 1,0 milhão e, em uma concentração de mais de 3 milhões, apresenta um forte odor irritante. É um dos poluentes atmosféricos mais comuns. É amplamente encontrado como produto das indústrias metalúrgica e química, intermediário na produção de ácido sulfúrico e principal componente de emissões de usinas termelétricas e inúmeras caldeiras que operam com combustíveis ácidos, especialmente carvão. O dióxido de enxofre é um dos principais componentes envolvidos na formação da chuva ácida. É incolor, venenoso, cancerígeno, tem um odor pungente. O dióxido de enxofre em mistura com partículas sólidas e ácido sulfúrico já com um teor médio anual de 0,04-0,09 milhões e uma concentração de fumaça de 150-200 µg/m3 leva a um aumento dos sintomas de falta de ar e doenças pulmonares. Assim, com um teor médio diário de SO2 de 0,2-0,5 milhão e uma concentração de fumaça de 500-750 µg/m3, há um aumento acentuado no número de pacientes e mortes.

Baixas concentrações de SO2 irritam as membranas mucosas quando expostas ao corpo, enquanto concentrações mais altas causam inflamação das membranas mucosas do nariz, nasofaringe, traquéia, brônquios e, às vezes, levam a hemorragias nasais. O contato prolongado causa vômito. O envenenamento agudo com um resultado fatal é possível. Foi o dióxido de enxofre o principal componente ativo da famosa poluição atmosférica de Londres em 1952, quando um grande número de pessoas morreu.

A concentração máxima permitida de SO2 é de 10 mg/m3. limiar de odor - 3-6 mg/m3. Primeiros socorros para envenenamento por dióxido de enxofre - ar fresco, liberdade para respirar, inalações de oxigênio, lavar os olhos, nariz, enxaguar a nasofaringe com uma solução de refrigerante a 2%.

Dentro dos limites de nossa cidade, as emissões para a atmosfera são realizadas pela caldeira e pelos veículos. Isso é principalmente dióxido de carbono, compostos de chumbo, óxidos de nitrogênio, óxidos de enxofre (dióxido de enxofre), monóxido de carbono (monóxido de carbono), hidrocarbonetos, metais pesados. Os depósitos praticamente não poluem a atmosfera. Isso é confirmado pelos dados.

Mas a presença de longe de todos os poluentes pode ser determinada usando fitoindicação. No entanto, este método fornece um reconhecimento mais precoce, em comparação com o instrumental, das possibilidades de perigo representadas por substâncias nocivas. A especificidade deste método é a seleção de plantas - indicadores que possuem propriedades sensíveis características quando em contato com substâncias nocivas. Os métodos de bioindicação, levando em consideração as características climáticas e geográficas da região, podem ser aplicados com sucesso como parte integrante do monitoramento ambiental industrial industrial.

O problema do controle da emissão de poluentes na atmosfera pelas empresas industriais (MPC)

A prioridade no desenvolvimento de concentrações máximas admissíveis no ar pertence à URSS. MPC - tais concentrações que afetam uma pessoa e seus filhos por exposição direta ou indireta, não pioram seu desempenho, bem-estar, bem como as condições sanitárias e de vida das pessoas.

A generalização de toda a informação do MPC, recebida por todos os departamentos, é realizada no MGO - Observatório Geofísico Principal. Para determinar os valores do ar com base nos resultados das observações, os valores medidos das concentrações são comparados com a concentração máxima permitida única e o número de casos em que o MPC foi excedido, bem como quantas vezes o maior valor foi maior do que o MPC, é determinado. O valor médio da concentração para um mês ou um ano é comparado com o MPC de longo prazo - um MPC médio estável. O estado da poluição do ar por várias substâncias observadas na atmosfera da cidade é avaliado por meio de um indicador complexo - o índice de poluição do ar (API). Para fazer isso, o MPC normalizado para o valor correspondente e as concentrações médias de várias substâncias com a ajuda de cálculos simples levam ao valor das concentrações de dióxido de enxofre e depois somadas.

O grau de poluição do ar pelos principais poluentes é diretamente dependente do desenvolvimento industrial da cidade. As maiores concentrações máximas são típicas de cidades com população superior a 500 mil pessoas. moradores. A poluição do ar com substâncias específicas depende do tipo de indústria desenvolvida na cidade. Se empresas de vários setores estiverem localizadas em uma grande cidade, cria-se um nível muito alto de poluição do ar, mas o problema de reduzir as emissões ainda não foi resolvido.

MPC (concentração máxima permitida) de certas substâncias nocivas. O MPC, desenvolvido e aprovado pela legislação de nosso país, é o nível máximo de uma determinada substância que uma pessoa pode tolerar sem prejudicar a saúde.

Dentro dos limites de nossa cidade e além (nos campos), as emissões de dióxido de enxofre da produção (0,002-0,006) não excedem o MPC (0,5), as emissões de hidrocarbonetos totais (menos de 1) não excedem o MPC (1) . De acordo com a UNIR, a concentração de emissões em massa de CO, NO, NO2 das caldeiras (caldeiras de vapor e água quente) não excede o MPE.

2. 3. Poluição atmosférica por emissões de fontes móveis (veículos)

O principal contribuinte para a poluição do ar são os veículos movidos a gasolina (cerca de 75% nos EUA), seguidos por aviões (cerca de 5%), carros movidos a diesel (cerca de 4%), tratores e veículos agrícolas (cerca de 4%), trens e transporte aquaviário (aproximadamente 2%). Os principais poluentes atmosféricos emitidos por fontes móveis (o número total dessas substâncias ultrapassa 40%) incluem monóxido de carbono, hidrocarbonetos (cerca de 19%) e óxidos de nitrogênio (cerca de 9%). O monóxido de carbono (CO) e os óxidos de nitrogênio (NOx) entram na atmosfera apenas com gases de exaustão, enquanto os hidrocarbonetos queimados incompletamente (HnCm) entram tanto com gases de exaustão (isto é aproximadamente 60% da massa total de hidrocarbonetos emitidos) quanto do cárter (cerca de 20%), tanque de combustível (cerca de 10%) e carburador (cerca de 10%); as impurezas sólidas vêm principalmente dos gases de escapamento (90%) e do cárter (10%).

A maior quantidade de poluentes é emitida durante a aceleração do veículo, especialmente em altas velocidades, bem como ao dirigir em baixas velocidades (a partir da faixa mais econômica). A participação relativa (da massa total de emissões) de hidrocarbonetos e monóxido de carbono é maior durante a frenagem e marcha lenta, a participação de óxidos de nitrogênio é maior durante a aceleração. A partir desses dados, conclui-se que os carros poluem o ar de maneira especialmente forte durante paradas frequentes e ao dirigir em baixa velocidade.

Os sistemas de tráfego de ondas verdes que estão sendo criados nas cidades, que reduzem significativamente o número de paradas nos cruzamentos, são projetados para reduzir a poluição do ar nas cidades. O modo de operação do motor, em particular, a relação entre as massas de combustível e ar, o momento de ignição, a qualidade do combustível, a relação entre a superfície da câmara de combustão e seu volume etc. a qualidade e a quantidade de emissões de impurezas.Com o aumento da proporção da massa de ar e combustível que entra na câmara de combustão, as emissões de monóxido de carbono e hidrocarbonetos são reduzidas, mas as emissões de óxidos de nitrogênio são aumentadas.

Apesar de os motores a diesel serem mais econômicos, não emitem mais substâncias como CO, HnCm, NOx do que os motores a gasolina, emitem significativamente mais fumaça (principalmente carbono não queimado), que também possui um odor desagradável criado por alguns hidrocarbonetos não queimados. Em combinação com o ruído gerado, os motores a diesel não apenas poluem mais o meio ambiente, mas também afetam a saúde humana em uma extensão muito maior do que os motores a gasolina.

As principais fontes de poluição do ar nas cidades são veículos e empresas industriais. Enquanto as plantas industriais da cidade estão reduzindo constantemente a quantidade de emissões nocivas, o estacionamento é um verdadeiro desastre. A solução deste problema ajudará na transferência de transporte para gasolina de alta qualidade, organização competente do tráfego.

Os íons de chumbo se acumulam nas plantas, mas não aparecem externamente, porque os íons se ligam ao ácido oxálico, formando oxalatos. Em nosso trabalho, utilizamos a fitoindicação por alterações externas (características macroscópicas) das plantas.

2. 4. O impacto da poluição do ar nos seres humanos, na flora e na fauna

Todos os poluentes atmosféricos, em maior ou menor grau, têm um impacto negativo na saúde humana. Essas substâncias entram no corpo humano principalmente pelo sistema respiratório. Os órgãos respiratórios sofrem diretamente com a poluição, pois cerca de 50% das partículas de impurezas com um raio de 0,01-0,1 mícrons que penetram nos pulmões são depositados neles.

As partículas que penetram no corpo causam efeito tóxico, pois são: a) tóxicas (venenosas) em sua natureza química ou física; b) interferir em um ou mais dos mecanismos pelos quais o trato respiratório (respiratório) é normalmente desobstruído; c) servir como portador de uma substância venenosa absorvida pelo corpo.

3. INVESTIGAÇÃO DA ATMOSFERA USANDO

PLANTAS INDICADORAS

(FITOINDICAÇÃO DA COMPOSIÇÃO DO AR)

3. 1. Sobre os métodos de fitoindicação da poluição dos ecossistemas terrestres

Uma das áreas mais importantes do monitoramento ambiental hoje é a fitoindicação. A fitoindicação é um dos métodos de bioindicação, ou seja, avaliação do estado do meio ambiente pela reação das plantas. A composição qualitativa e quantitativa da atmosfera afeta a vida e o desenvolvimento de todos os organismos vivos. A presença de substâncias gasosas nocivas no ar tem um efeito diferente nas plantas.

O método de bioindicação como ferramenta para monitorar o estado do meio ambiente tornou-se difundido na Alemanha, Holanda, Áustria e Europa Central nos últimos anos. A necessidade de bioindicação é clara em termos de monitoramento do ecossistema como um todo. Os métodos de fitoindicação são de particular importância dentro da cidade e seus arredores. As plantas são usadas como fitoindicadores, e todo um complexo de suas características macroscópicas é estudado.

Com base na análise teórica e na nossa própria, tentamos descrever alguns dos métodos originais de fitoindicação da poluição dos ecossistemas terrestres disponíveis em condições escolares usando o exemplo de mudanças nas características externas das plantas.

Independentemente da espécie, nas plantas, as seguintes alterações morfológicas podem ser detectadas no processo de indicação

A clorose é uma coloração pálida das folhas entre as nervuras, observada em plantas em lixões deixados após a extração de metais pesados, ou agulhas de pinheiro com pouca exposição a emissões de gases;

Vermelhidão - manchas nas folhas (acúmulo de antocianina);

Amarelecimento das bordas e áreas das folhas (em árvores de folha caduca sob a influência de cloretos);

Escurecimento ou bronzeamento (em árvores de folha caduca, isso geralmente é um indicador do estágio inicial de danos necróticos graves; em coníferas, serve para exploração adicional de zonas danificadas por fumaça);

Necrose - a morte de áreas de tecido - um sintoma importante na indicação (incluindo: puntiforme, interveinal, marginal, etc.);

A queda das folhas - deformação - geralmente ocorre após a necrose (por exemplo, diminuição da vida útil das agulhas, queda das agulhas, queda das folhas em tílias e castanhas sob a influência do sal para acelerar o derretimento do gelo ou em arbustos sob a influência de óxido de enxofre);

Mudanças no tamanho dos órgãos da planta, fertilidade.

Para determinar o que essas mudanças morfológicas nos fitoindicadores de plantas atestam, usamos alguns métodos.

Ao examinar os danos às agulhas de pinheiro, o crescimento dos brotos, a necrose apical e a vida útil da agulha são considerados parâmetros importantes. Um dos pontos positivos a favor desse método é a possibilidade de realizar pesquisas o ano todo, inclusive na cidade.

Na área de estudo, árvores jovens foram selecionadas a uma distância de 10 a 20 m umas das outras ou brotos laterais na quarta volta do topo de pinheiros muito altos. A pesquisa revelou dois indicadores bioindicativos importantes: a classe de dano e ressecamento das agulhas e o tempo de vida útil das agulhas. Como resultado da avaliação expressa, o grau de poluição do ar foi determinado.

A técnica descrita foi baseada nos estudos de S. V. Alekseev, A. M. Becker.

Para determinar a classe de dano e ressecamento das agulhas, foi considerada a parte apical do tronco do pinheiro. De acordo com a condição das agulhas da seção de tiro central (segunda de cima) do ano anterior, a classe de dano da agulha foi determinada em uma escala.

Classe de dano da agulha:

I - agulhas sem manchas;

II - agulhas com pequeno número de pequenas manchas;

III - agulhas com grande número de manchas pretas e amarelas, algumas delas grandes, toda a largura das agulhas.

Classe de secagem de agulhas:

I - sem áreas secas;

II - ponta encolhida, 2 - 5 mm;

III - 1/3 das agulhas secaram;

IV - todas as agulhas estão amarelas ou meio secas.

Avaliamos a vida útil das agulhas com base na condição da parte apical do tronco. O aumento ocorreu nos últimos anos, e acredita-se que uma volta seja formada a cada ano de vida. Para obter os resultados, foi necessário determinar a idade total das agulhas - o número de cortes do tronco com agulhas totalmente preservadas, mais a proporção de agulhas preservadas no próximo corte. Por exemplo, se a parte apical e duas seções entre os verticilos retivessem completamente suas agulhas e a próxima parte retivesse metade das agulhas, o resultado seria 3,5 (3 + 0, 5 = 3,5).

Determinada a classe de dano e a vida útil das agulhas, foi possível estimar a classe de poluição do ar de acordo com a tabela

Como resultado de nossos estudos de agulhas de pinheiro para a classe de danos e ressecamento das agulhas, descobriu-se que há um pequeno número de árvores na cidade com pontas secas das agulhas. Basicamente, eram agulhas de 3-4 anos de idade, as agulhas estavam sem manchas, mas algumas apresentavam ressecamento da ponta. Conclui-se que o ar na cidade é limpo.

Usando essa técnica de bioindicação por vários anos, é possível obter informações confiáveis ​​sobre a poluição por gases e fumaça, tanto na própria cidade quanto em seus arredores.

Outros objetos vegetais para bioindicação de poluição em ecossistemas terrestres podem ser:

➢ agrião como objeto de ensaio para avaliação da poluição do solo e do ar;

➢ Vegetação Líquenizada - ao mapear a área de acordo com sua diversidade de espécies;

Os liquens são muito sensíveis à poluição do ar e morrem com altos níveis de monóxido de carbono, compostos de enxofre, nitrogênio e flúor. O grau de sensibilidade em diferentes espécies não é o mesmo. Portanto, eles podem ser usados ​​como indicadores vivos de limpeza ambiental. Este método de pesquisa é chamado de indicação de líquen.

Existem duas formas de aplicar o método de indicação de líquen: ativa e passiva. No caso do método ativo, os líquenes foliares do tipo Hypohymnia são exibidos em pranchas especiais de acordo com a grade de observação e, posteriormente, são determinados os danos ao corpo dos líquenes por substâncias nocivas (o exemplo foi retirado de dados sobre a determinação do grau de poluição do ar perto de uma usina metalúrgica de alumínio pelo método de bioindicação. Isso nos permite tirar conclusões diretas sobre a existência Na cidade de Kogalym, Parmelia inchada e Xanthoria walla foram encontrados, mas em pequenas quantidades.Fora da cidade, esses tipos de líquens foram encontrados encontrados em grandes quantidades e com corpos intactos.

No caso do método passivo, utiliza-se o mapeamento de líquens. Já em meados do século XIX, observou-se tal fenômeno que, devido à poluição do ar com substâncias nocivas, os liquens desapareceram das cidades. Os liquens podem ser usados ​​para diferenciar entre áreas de poluição do ar em grandes áreas e fontes de poluição que operam em pequenas áreas. Realizamos uma avaliação da poluição do ar usando líquens indicadores. Estimamos o grau de poluição do ar na cidade pela abundância de vários liquens.

No nosso caso, foram recolhidos vários tipos de líquenes tanto no território da cidade como no território adjacente à cidade. Os resultados foram inseridos em uma tabela separada.

Observamos poluição fraca na cidade e não marcamos a zona de poluição fora da cidade. Isso é evidenciado pelas espécies encontradas de liquens. Também foram levados em consideração o crescimento lento dos liquens, a raridade das copas das árvores urbanas, em contraste com a floresta, e o efeito da luz solar direta nos troncos das árvores.

E, no entanto, as plantas fitoindicadoras nos contaram sobre a fraca poluição do ar na cidade. Mas o que? Para determinar qual gás poluiu a atmosfera, usamos a tabela número 4. Descobriu-se que as pontas das agulhas adquirem uma tonalidade marrom quando a atmosfera é poluída com dióxido de enxofre (da sala da caldeira) e, em concentrações mais altas, ocorre a morte dos liquens.

Para comparação, realizamos um trabalho experimental, que nos mostrou os seguintes resultados: de fato, havia pétalas descoloridas de flores de jardim (petúnia), mas um pequeno número delas foi notado, porque os processos vegetativos e de floração em nossa área são curtos, e a concentração de dióxido de enxofre não é crítica.

Quanto ao experimento nº 2 “Chuvas ácidas e plantas”, a julgar pelas amostras de herbário que coletamos, havia folhas com manchas necróticas, mas as manchas passavam ao longo da borda da folha (clorose), e sob a ação de chuvas ácidas, manchas necróticas marrons aparecem por toda a lâmina foliar.

3. 2. Estudo de solos com recurso a plantas indicadoras - acidófilas e calcefóbicas

(fitoindicação da composição do solo)

No processo de desenvolvimento histórico, desenvolveram-se espécies ou comunidades de plantas, associadas a certas condições de habitat tão fortemente que as condições ecológicas podem ser reconhecidas pela presença dessas espécies de plantas ou de suas comunidades. Nesse sentido, foram identificados grupos de plantas associados à presença de elementos químicos na composição do solo:

➢ nitrófilos (gaze branca, urtiga, erva-de-folhas estreitas, etc.);

➢ calcéfilos (larício siberiano, focinheira, chinelo, etc.);

➢ calcefóbicos (urze, musgo esfagno, capim-algodão, junco, musgo achatado, musgo-clube, cavalinha, samambaias).

No decorrer do estudo, descobrimos que solos pobres em nitrogênio se formaram no território da cidade. Esta conclusão foi feita graças às espécies das seguintes plantas observadas por nós: erva-de-folhas estreitas, trevo-do-prado, capim-cana, cevada-guará. E nas áreas florestais adjacentes à cidade existem muitas plantas calcefóbicas. São espécies de cavalinha, samambaias, musgos, capim-algodão. As espécies vegetais apresentadas são apresentadas em pasta de herbário.

A acidez do solo é determinada pela presença dos seguintes grupos de plantas:

Acidofílico - acidez do solo de 3,8 a 6,7 ​​(semeadura de aveia, semeadura de centeio, capim europeu, branco saliente, cevada guará, etc.);

Neutrófila - acidez do solo de 6,7 a 7,0 (ouriço combinado, grama de estepe timothy, orégano comum, meadowsweet de seis pétalas, etc.);

Basofílico - de 7,0 a 7,5 (trevo de prado, pássaro com chifres, grama de prado timóteo, fogueira sem vento, etc.).

A presença de solos ácidos de nível acidófilo é evidenciada por espécies de plantas como trevo vermelho, cevada, que encontramos na cidade. A uma curta distância da cidade, tais solos são evidenciados por espécies de juncos, cranberries de pântano, podbel. São espécies que historicamente se desenvolveram em áreas úmidas e pantanosas, excluindo a presença de cálcio no solo, preferindo apenas solos ácidos e turfosos.

Outro método testado por nós é o estudo do estado das bétulas como indicadores de salinidade do solo em condições urbanas. Tal fitoindicação é realizada desde o início de julho a agosto. A bétula felpuda é encontrada nas ruas e na área florestal da cidade. Danos à folhagem de bétula sob a ação do sal usado para derreter o gelo se manifestam da seguinte forma: aparecem zonas marginais amarelas brilhantes, localizadas de forma desigual, depois a borda da folha morre e a zona amarela se move da borda para o meio e a base da folha .

Realizamos pesquisas nas folhas de bétula felpuda, bem como no freixo da montanha. Como resultado do estudo, foram encontradas clorose marginal das folhas, inclusões de pontos. Isso indica um dano de 2 graus (menor). O resultado dessa manifestação é a introdução de sal para derreter o gelo.

A análise da composição de espécies da flora no contexto da determinação dos elementos químicos e da acidez do solo em condições de monitoramento ambiental atua como um método acessível e mais simples de fitoindicação.

Em conclusão, notamos que as plantas são objetos importantes para a bioindicação da poluição do ecossistema, e o estudo de suas características morfológicas no reconhecimento da situação ecológica é especialmente eficaz e acessível dentro da cidade e seus arredores.

4. Conclusões e previsões:

1. No território da cidade, o método de fitoindicação e liquenoindicação revelou leve poluição do ar.

2. No território da cidade, os solos ácidos foram revelados pelo método de fitoindicação. Na presença de solos ácidos, para melhorar a fertilidade, usar calagem por peso (método calculado), adicionar farinha de dolomita.

3. No território da cidade, foi revelada uma leve poluição (salinização) do solo com misturas de sal contra o gelo da estrada.

4. Um dos problemas complexos da indústria é a avaliação do complexo impacto de vários poluentes e seus compostos no meio ambiente. Nesse sentido, é extremamente importante avaliar a saúde dos ecossistemas e das espécies individuais usando bioindicadores. Podemos recomendar como bioindicadores para monitorar a poluição do ar em instalações industriais e em áreas urbanas:

➢ Líquen folhoso Hypohymnia inchado, que é mais sensível a poluentes ácidos, dióxido de enxofre, metais pesados.

➢ Condição das agulhas de pinheiro para bioindicação de poluição por gás e fumaça.

5. Como bioindicadores que permitem avaliar a acidez do solo e monitorar a poluição do solo em instalações industriais e em áreas urbanas, podemos recomendar:

➢ Espécies vegetais urbanas: trevo vermelho, cevada guará para determinar solos ácidos de nível acidófilo. A uma curta distância da cidade, tais solos são evidenciados por espécies de juncos, cranberries de pântano, podbel.

➢ Vidoeiro felpudo como bioindicador da salinidade antrópica do solo.

5. A ampla utilização do método de bioindicação pelas empresas permitirá avaliar de forma mais rápida e confiável a qualidade do ambiente natural e, em combinação com métodos instrumentais, tornar-se um elo essencial no sistema de monitoramento ambiental industrial (EM) de instalações industriais.

Ao implementar sistemas de monitoramento ambiental industrial, é importante levar em consideração fatores econômicos. O custo dos instrumentos e aparelhos para TEM para apenas uma estação de compressor linear é de 560 mil rublos

proteção animal

Não é segredo para ninguém que o mundo inteiro agora é um ambiente terrível. Prejudica tudo - pessoas, animais e, em geral, todo o mundo animal. Nem as florestas amazônicas nem a taiga da Sibéria conseguem lidar com as emissões nocivas.

Devido à má ecologia, a mutação dos animais começa. Na costa do Japão, eles encontraram uma lula de 50 quilos. A mutação canguru ocorreu no México. Eles começaram a ter cabeça de cachorro e grandes presas. E no norte dos Urais, o gado começou a morrer. Todas essas mutações têm um impacto negativo não apenas nos animais, mas também nos humanos.

A poluição do ar causa fluorose em animais. Este é um envenenamento crônico causado pela poluição do ar com compostos de flúor. Compostos de flúor também foram identificados na água e nos alimentos para animais. Entre os animais, a fluorose afeta ovinos e bovinos.

A contaminação de pastagens por tais compostos são vários fatores. Este é um pó natural do solo que é observado em algumas áreas. São resíduos gasosos e empoeirados das empresas, bem como a combustão do carvão. As empresas modernas que produzem esmalte, cimento, alumínio e ácido fosfórico contêm compostos de flúor, incluindo fluoreto de hidrogênio.

Os animais geralmente experimentam estresse quando os parâmetros do ambiente natural mudam drasticamente. Mesmo com um baixo nível de poluição, sempre ocorre uma reação negativa à poluição. A reação afeta as bases moleculares-genéticas do corpo, mostra as características da etologia e ontogênese em animais e também altera as características das interações interespécies.

A radiação também afeta negativamente o mundo animal. Durante o teste de armas nucleares, a precipitação radioativa é liberada no ar atmosférico. A radiação afeta os animais da mesma forma que os humanos. A precipitação radioativa acaba nos alimentos. Primeiro, a chuva do solo entra nas plantas, onde se acumula e é consumida pelos animais. Atualmente, essa contaminação é insignificante, mas não há informações suficientes sobre o resultado do consumo de alimentos com elementos radioativos. Mais pesquisas modernas são vitais.

As águas residuais industriais e domésticas são submetidas a tratamentos mecânicos, biológicos e físicos. As substâncias contidas nas águas residuais também afetam adversamente o mundo animal.

A ecologia moderna está cada vez mais tendo um efeito prejudicial nos seres humanos, no mundo animal e vegetal. Por isso é preciso preservar a natureza. A organização de reservas contribui para a conservação da vida selvagem. Espécies raras e ameaçadas são protegidas de forma confiável. Além disso, reserva animais selvagens domesticados com propriedades valiosas. As reservas também se dedicam ao reassentamento de animais extintos, enriquecendo a fauna local.

Instituição Estadual de Ensino

Educação Profissional Superior

Universidade Estadual de Vyatka

Departamento de Biologia

Departamento de Microbiologia

Resumo sobre o tema:

Plantas e animais são indicadores de poluição ambiental

Kirov, 2010

Introdução

Recentemente, as observações de mudanças no estado do meio ambiente causadas por causas antrópicas tornaram-se muito relevantes. O sistema dessas observações e previsões é a essência do monitoramento ambiental. Para esses fins, um método bastante eficaz e barato de monitorar o meio ambiente está sendo cada vez mais usado e usado - bioindicação, ou seja. o uso de organismos vivos para avaliar o estado do meio ambiente.

As consequências da poluição ambiental se refletem na aparência das plantas. Nas plantas sob a influência de substâncias nocivas, o número de estômatos, a espessura da cutícula, a densidade da pubescência aumentam, desenvolvem-se clorose e necrose das folhas e queda precoce das folhas. Algumas plantas são mais sensíveis à natureza e grau de poluição atmosférica. Isso significa que eles podem servir como indicadores vivos do estado do meio ambiente. Atualmente, desenvolveu-se o conceito de monitoramento ambiental integrado do ambiente natural, do qual faz parte integrante o monitoramento biológico. As plantas indicadoras podem ser usadas tanto para identificar poluentes atmosféricos individuais quanto para avaliar a qualidade do ambiente natural. Tendo detectado a presença de poluentes específicos no ar pelo estado das plantas, eles começam a medir a quantidade dessas substâncias por vários métodos, por exemplo, testando plantas em condições de laboratório.

No nível de espécie e comunidade, o estado do ambiente natural pode ser julgado por indicadores de produtividade vegetal. Os indicadores da presença de dióxido de enxofre são os liquens e as coníferas, que são os mais afetados pela poluição. Em muitas cidades industriais ao redor das fábricas, existem zonas onde os líquenes estão ausentes - "desertos de líquenes". As agulhas de pinheiro formam uma camada mais espessa de cera em sua superfície, quanto maior a concentração ou mais longo o efeito do dióxido de enxofre sobre ela. Com base nisso, foi desenvolvido um método para indicar em uma atmosfera de gás azedo - o “teste de turvação de Hertel”. Outro sinal do efeito do dióxido de enxofre nas plantas é a diminuição do pH do conteúdo das células.

Todo o complexo de fatores ambientais (temperatura do ar e do solo, disponibilidade de umidade, pH do ambiente, poluição do solo e do ar com metais) afeta a biossíntese dos pigmentos, alterando a cor de várias partes da planta. Este bioindicador pode ser o mais informativo.

Estudos realizados em plantas lenhosas mostraram que os metais pesados ​​podem se acumular nas plantas, e seu conteúdo pode ser usado para avaliar a situação ecológica do território. A poluição com cobre afeta o crescimento das plantas, o zinco leva à morte das folhas nas plantas, o cobalto leva ao desenvolvimento anormal, etc. Indicadores da presença de flúor são plantas sensíveis que o acumulam e reagem a este fitotóxico com necrose foliar (gladíolo, frésia).

Esses exemplos mostram que os criadores podem fazer muito para criar bioindicadores de vários tipos de poluição. Plantas susceptíveis podem substituir equipamentos caros de análise de gás. Esse "analisador de gás" estará disponível para todos.

1. Indicadores biológicos

(B.i.) - organismos que respondem a mudanças ambientais com sua presença ou ausência, mudanças na aparência, composição química, comportamento.

No monitoramento ambiental da poluição, o uso de B.i. muitas vezes fornece informações mais valiosas do que uma avaliação direta da poluição por dispositivos, uma vez que B.i. reagir imediatamente a todo o complexo de poluição. Além disso, tendo<памятью>, B.i. suas reações refletem a poluição por um longo período. Nas folhas das árvores, quando a atmosfera está poluída, aparecem necroses (áreas moribundas). A presença de algumas espécies resistentes à poluição e a ausência de espécies não resistentes (por exemplo, liquens) determinam o nível de poluição do ar urbano.

Ao usar B. e. a capacidade de algumas espécies de acumular poluentes desempenha um papel importante. As consequências do acidente na usina nuclear de Chernobyl foram registradas na Suécia durante a análise de liquens. A bétula e o álamo tremedor podem sinalizar um aumento no conteúdo de bário e estrôncio no ambiente por folhas verdes não naturais. Da mesma forma, na área de dispersão de urânio ao redor dos depósitos, as pétalas de salgueiro ficam brancas (normalmente rosa), os mirtilos tornam brancas as frutas azuis escuras, etc.

Para identificar diferentes poluentes, são utilizados diferentes tipos de agentes biológicos: para poluição geral - líquenes e musgos, para poluição com metais pesados ​​- ameixas e feijões, dióxido de enxofre - abetos e alfafa, amônia - girassol, sulfeto de hidrogênio - espinafre e ervilhas, policíclicos hidrocarbonetos aromáticos (PAH) - sensíveis, etc.

O assim chamado<живые приборы>- plantas indicadoras plantadas em canteiros, colocadas em vasos de cultivo ou em caixas especiais (neste último caso, são utilizados musgos, caixas com as quais são chamados de briômetros).<Живые приборы>instalados nas partes mais poluídas da cidade.

Ao avaliar a poluição dos ecossistemas aquáticos como B.i. plantas superiores ou algas microscópicas, organismos zooplâncton (infusórios-sapatos) e zoobentos (moluscos, etc.) podem ser usados. Na Rússia central, em corpos d'água, quando a água está poluída, cresce a erva-da-índia, a erva-d'água flutuante, a lentilha d'água e em água limpa - agrião e salvinia.

Com a ajuda de B. e. é possível avaliar a salinidade do solo, intensidade de pastejo, mudança no regime de umidade, etc. Neste caso, como B.i. na maioria das vezes, toda a composição da fitocenose é usada. Cada espécie de planta tem certos limites de distribuição (tolerância) para cada fator ambiental e, portanto, o próprio fato de seu crescimento conjunto nos permite avaliar completamente os fatores ambientais.

As possibilidades de avaliar o ambiente pela vegetação são estudadas por um ramo especial da botânica - geobotânica indicadora. Seu principal método é o uso de escalas ecológicas, ou seja, tabelas especiais, nas quais para cada espécie os limites de sua distribuição são indicados por fatores de umidade, riqueza do solo, salinidade, pastagem, etc. Na Rússia, as escalas ecológicas foram compiladas por L. G. Ramensky .

O uso de árvores como B.i. tornou-se generalizado. mudanças climáticas e o nível de poluição ambiental. A espessura dos anéis anuais é levada em consideração: nos anos em que houve pouca precipitação ou a concentração de poluentes na atmosfera aumentou, formaram-se anéis estreitos. Assim, pode-se ver um reflexo da dinâmica das condições ambientais no corte da serra do tronco.

1.2 Controle biológico do meio ambiente

O controle biológico do meio ambiente inclui dois grupos principais de métodos: bioindicação e biotestes. O uso de plantas, animais e até microrganismos como bioindicadores permite o biomonitoramento do ar, da água e do solo.

Bioindicação ( bioindicação ) – detecção e determinação de cargas naturais e antropogênicas ambientalmente significativas com base nas reações de organismos vivos a elas diretamente em seu habitat. Os indicadores biológicos têm características que são características de um sistema ou processo, com base nos quais é realizada uma avaliação qualitativa ou quantitativa das tendências de mudanças, determinação ou classificação de avaliação do estado dos sistemas, processos e fenômenos ecológicos. Atualmente, pode ser considerado geralmente aceito que o principal indicador do desenvolvimento sustentável é, em última análise, a qualidade do meio ambiente.

Bioteste ( bioensaio ) - o procedimento para estabelecer a toxicidade do ambiente usando objetos de teste que sinalizam perigo, independentemente de quais substâncias e em que combinação causam alterações nas funções vitais dos objetos de teste. Para avaliar os parâmetros ambientais, são usadas reações padronizadas de organismos vivos (órgãos individuais, tecidos, células ou moléculas) Em um organismo que permanece em condições de poluição por um tempo controlado, ocorrem alterações nos sistemas fisiológico, bioquímico, genético, morfológico ou imunológico. O objeto é retirado do habitat e as análises necessárias são feitas em laboratório.

Embora as abordagens sejam muito próximas do objetivo final da pesquisa, é preciso lembrar que a biotestagem é realizada no nível de uma molécula, célula ou organismo e caracteriza as possíveis consequências da poluição ambiental para a biota, enquanto a bioindicação é realizada ao nível do organismo, população e comunidade e caracteriza, em regra, o resultado da poluição. Objetos vivos são sistemas abertos através dos quais há um fluxo de energia e circulação de substâncias. Todos eles são mais ou menos adequados para fins de biomonitoramento.

Nas últimas décadas, o controle de qualidade ambiental por meio de objetos biológicos tomou forma como uma direção científica e aplicada atual. Ao mesmo tempo, deve-se notar que existe uma escassez de literatura educacional sobre essas questões e uma grande necessidade dela.

1.3 Princípios de organização do monitoramento biológico

A qualidade ecológica do ambiente humano é entendida como uma característica integral do ambiente natural que garante a preservação da saúde e a vida confortável de uma pessoa.

Uma vez que uma pessoa está adaptada e pode existir confortavelmente apenas em um ambiente biológico moderno, em ecossistemas naturais, o conceito de "qualidade ecológica do ambiente" implica a preservação do equilíbrio ecológico na natureza (a relativa estabilidade da composição das espécies dos ecossistemas e a composição dos ambientes vivos), o que garante a saúde humana.

É necessário distinguir entre os objetivos e métodos de normalização e avaliação da qualidade do ambiente humano em termos dos principais parâmetros físicos e químicos, por um lado, e a previsão ecológica de mudanças futuras no estado do ecossistema e do homem saúde em condições de pressão antrópica, por outro.

Para uma avaliação geral do estado do meio ambiente e determinação da participação de fontes individuais em sua poluição, são utilizados padrões higiênico-sanitários e toxicológicos (concentrações máximas permitidas - MPC - poluentes, níveis máximos permitidos de exposição - MPS). No entanto, para prever os resultados do impacto dos fatores antrópicos nos ecossistemas e na saúde humana, também é necessário levar em consideração muitos indicadores que caracterizam a resposta de organismos individuais e do ecossistema como um todo ao impacto tecnogênico.

A poluição antropogênica afeta os organismos vivos, incluindo os humanos, em várias combinações, de maneira complexa. Sua influência integral só pode ser avaliada pela reação de organismos vivos ou comunidades inteiras. A previsão do impacto de água poluída, aditivos químicos em alimentos ou ar poluído em humanos é válida se a avaliação de toxicidade incluir não apenas métodos analíticos, mas também diagnósticos biológicos do efeito do ambiente em animais. Além disso, muitos xenobióticos (substâncias estranhas à biosfera) se acumulam no corpo e, como resultado, a exposição prolongada a concentrações baixas dessas substâncias causa alterações patológicas no corpo. Finalmente, é conhecido o efeito paradoxal de pequenas doses de muitos compostos biologicamente ativos, quando doses superbaixas (abaixo do MPC) têm um efeito mais forte no corpo do que suas doses e concentrações médias.

Um indicador universal de uma mudança na homeostase de um organismo de teste é o estado de estresse quando ele passa de um ambiente “limpo” para um “contaminado”.

Na biologia, o estresse é entendido como a reação de um sistema biológico a fatores ambientais extremos (estressores), que, dependendo da força, intensidade, momento e duração da exposição, podem afetar mais ou menos fortemente o sistema.

O impacto estressante do ambiente leva a um desvio dos principais parâmetros do corpo do nível ideal.

Atualmente, a avaliação do grau de perigo ambiental é tradicionalmente realizada através da identificação de substâncias ou efeitos potencialmente nocivos individuais no meio ambiente e comparando os resultados obtidos com os valores máximos permitidos legalmente estabelecidos para eles.

A implementação dos princípios básicos do desenvolvimento sustentável da civilização em condições modernas só é possível se houver informações adequadas sobre o estado do habitat em resposta ao impacto antrópico, coletadas no curso do monitoramento biológico. A avaliação da qualidade do meio ambiente é uma tarefa fundamental de qualquer atividade no campo da ecologia e gestão racional da natureza. O próprio termo "monitoramento" (do inglês. monitoramento - controle) significa a realização de atividades de monitoramento, medição e avaliação contínua do estado do meio ambiente.

Os objetos de monitoramento são os sistemas biológicos e os fatores que os influenciam. Ao mesmo tempo, é desejável o registro simultâneo do impacto antrópico no ecossistema e da resposta biológica ao impacto em todo o conjunto de indicadores dos sistemas vivos.

O princípio fundamental do monitoramento biológico é o estabelecimento de um nível ótimo de controle, qualquer desvio do qual indica exposição ao estresse. Normalmente, ao avaliar o ótimo para qualquer parâmetro, surge a questão de saber se essas condições também serão ótimas para outras características do organismo. No entanto, se os parâmetros estudados caracterizam as principais propriedades do organismo como um todo, seu nível ótimo é semelhante. Por exemplo, parâmetros tão diferentes e aparentemente completamente independentes como a assimetria de características morfológicas, parâmetros sanguíneos, intensidade do consumo de oxigênio, ritmo de crescimento e frequência de aberrações cromossômicas podem mudar sincronizadamente, quando, sob um certo efeito de estresse, a característica básica mais comum de o organismo realmente muda - homeostase do desenvolvimento.

2. Bioindicação do ambiente

2.1 Princípios gerais para o uso de bioindicadores

bioindicadores(de bio e lat. indico - indicar, determinar) - organismos cuja presença, número ou características de desenvolvimento servem como indicadores de processos naturais, condições ou mudanças antropogênicas no habitat. Seu significado indicador é determinado pela tolerância ecológica do sistema biológico. Dentro da zona de tolerância, o corpo é capaz de manter sua homeostase. Qualquer fator, se for além da "zona de conforto" de um determinado organismo, é estressante. Nesse caso, o organismo reage com uma resposta de intensidade e duração variáveis, cuja manifestação depende da espécie e é um indicador de seu valor indicador. É a resposta que é determinada pelos métodos de bioindicação. O sistema biológico responde à influência do ambiente como um todo, e não apenas a fatores individuais, e a amplitude das flutuações na tolerância fisiológica é modificada pelo estado interno do sistema - condições nutricionais, idade, resistência controlada geneticamente.

Muitos anos de experiência de cientistas de diferentes países no monitoramento do estado do meio ambiente mostraram as vantagens dos indicadores vivos:

· em condições de cargas antrópicas crônicas, podem responder até mesmo a impactos relativamente fracos devido ao efeito cumulativo; as reações se manifestam durante o acúmulo de certos valores críticos das cargas totais de dose;

· resumir o impacto de todos os impactos biologicamente importantes sem exceção e refletir o estado do meio ambiente como um todo, incluindo sua poluição e outras mudanças antropogênicas;

eliminar a necessidade de registro de parâmetros químicos e físicos que caracterizam o estado do meio ambiente;

fixar a velocidade das mudanças que estão ocorrendo;

revelar tendências no desenvolvimento do ambiente natural;

indicar as formas e locais de acumulação nos sistemas ecológicos de vários tipos de poluição e venenos, as possíveis formas de sua entrada na alimentação humana;

permitem julgar o grau de nocividade de quaisquer substâncias sintetizadas pelo homem para a vida selvagem e para si mesmo e, ao mesmo tempo, possibilitar o controle de sua ação.

Existem duas formas de resposta dos organismos vivos utilizados para fins de bioindicação - específico E inespecífico. No primeiro caso, as mudanças em curso estão associadas à ação de um dos fatores. Com bioindicação inespecífica, vários fatores antropogênicos causam as mesmas reações.

Dependendo do tipo de resposta, os bioindicadores são divididos em confidencial E cumulativo. Os bioindicadores sensíveis reagem ao estresse com um desvio significativo das normas de vida, enquanto os bioindicadores cumulativos acumulam impacto antropogênico, excedendo significativamente o nível normal na natureza, sem alterações visíveis.

Seja típico para determinadas condições;

· ter alta abundância no ecótopo estudado;

· vivem neste local há vários anos, o que permite traçar a dinâmica da poluição;

estar em condições adequadas para amostragem;

· permitir análise direta sem pré-concentração de amostras;

ser caracterizado por uma correlação positiva entre a concentração de poluentes no organismo-indicador e o objeto de estudo;

ser utilizado nas condições naturais de sua existência; »possuem um curto período de ontogenia para que seja possível rastrear a influência do fator nas gerações subsequentes.

A resposta de um bioindicador a um determinado efeito físico ou químico deve ser claramente expressa, ou seja, específico, fácil de registrar visualmente ou com a ajuda de instrumentos.

Para bioindicação, é necessário escolher as comunidades mais sensíveis, caracterizadas pela taxa máxima de resposta e severidade dos parâmetros. Por exemplo, nos ecossistemas aquáticos, os mais sensíveis são as comunidades planctônicas, que respondem rapidamente às mudanças ambientais devido a um ciclo de vida curto e alta taxa de reprodução. As comunidades bentônicas, onde os organismos têm um ciclo de vida bastante longo, são mais conservadoras: rearranjos ocorrem nelas durante a poluição crônica de longo prazo, levando a processos irreversíveis.

Os métodos de bioindicação que podem ser utilizados no estudo de um ecossistema incluem a identificação de espécies raras e ameaçadas de extinção na área em estudo. A lista desses organismos, na verdade, é um conjunto de espécies indicadoras mais sensíveis ao impacto antrópico.

2.2 Características do uso de plantas como bioindicadores

Com o auxílio das plantas é possível realizar a bioindicação de todos os ambientes naturais. As plantas indicadoras são usadas para avaliar a composição mecânica e ácida dos solos, sua fertilidade, umidade e salinidade, o grau de mineralização das águas subterrâneas e o grau de poluição do ar atmosférico com compostos gasosos, bem como para identificar as propriedades tróficas dos corpos d'água e o grau de sua poluição com poluentes. Por exemplo, o teor de chumbo no solo é indicado por espécies de festuca (Festuca ovo etc.), curvado (agrostis tenuis e etc.); zinco - tipos de violetas ( Viola tricolor etc.), yarutki (Tlaspi alpestre e etc.); cobre e cobalto - resinas (silene vulgaris etc.), muitos cereais e musgos.

Fitoindicadores sensíveis indicam a presença de um poluente no ar ou no solo por reações morfológicas precoces - mudança na cor das folhas (aparecimento de clorose; amarelo, marrom ou bronze), várias formas de necrose, murcha prematura e queda das folhas. Em plantas perenes, os contaminantes causam mudanças no tamanho, forma, número de órgãos, direção do crescimento dos brotos ou mudanças na fecundidade. Tais reações são geralmente inespecíficas.

B. V. Vinogradov classificou os sinais indicadores das plantas como florísticos, fisiológicos, morfológicos e fitocenóticos. As feições florísticas são diferenças na composição da vegetação das áreas estudadas, formadas em decorrência de determinadas condições ambientais. Tanto a presença quanto a ausência de uma espécie são indicativas. As características fisiológicas incluem características do metabolismo vegetal, características anatômicas e morfológicas - características da estrutura interna e externa, várias anomalias de desenvolvimento e neoplasias, características fitocenóticas - características da estrutura da cobertura vegetal: abundância e dispersão de espécies vegetais, camadas, mosaico, grau de proximidade.

Muitas vezes, para fins de bioindicação, várias anomalias de crescimento e desenvolvimento de plantas são usadas - desvios de padrões gerais. Os cientistas os sistematizaram em três grupos principais, associados a: (1) inibição ou estimulação do crescimento normal (nanismo e gigantismo); (2) com deformações de caules, folhas, raízes, frutos, flores e inflorescências; (3) com o aparecimento de neoplasias (este grupo de anomalias do crescimento também inclui os tumores).

O gigantismo e o nanismo são considerados deformidades por muitos pesquisadores. Por exemplo, um excesso de cobre no solo reduz à metade o tamanho da papoula da Califórnia e um excesso de chumbo leva ao nanismo do alcatrão.

Para fins de bioindicação, as seguintes deformações vegetais são de interesse:

· fasciação - achatamento em fita e fusão de caules, raízes e pedúnculos;

· terry flores em que os estames se transformam em pétalas;

· proliferação - germinação de flores e inflorescências;

· ascídia- folhas em forma de funil, em forma de xícara e tubulares em plantas com folhas lamelares;

· redução- desenvolvimento reverso dos órgãos vegetais, degeneração;

· filiformidade- forma filamentosa da lâmina foliar;

· phyllodium estames - sua transformação em uma formação plana em forma de folha.

O biomonitoramento pode ser realizado observando plantas indicadoras individuais, uma população de uma determinada espécie e o estado da fitocenose como um todo. No nível da espécie, geralmente se produz uma indicação específica de um único poluente, e no nível da população ou fitocenose, o estado geral do ambiente natural.

2.3 Características do uso de animais como bioindicadores

Os vertebrados também servem como bons indicadores do estado do meio ambiente devido às seguintes características:

· sendo consumidores, estão em diferentes níveis tróficos dos ecossistemas e acumulam poluentes através das cadeias alimentares;

ter um metabolismo ativo, o que contribui para a rápida manifestação do impacto de fatores ambientais negativos no corpo;

· possuem tecidos e órgãos bem diferenciados que apresentam diferentes capacidades de acumulação de substâncias tóxicas e resposta fisiológica ambígua, o que permite ao investigador dispor de um leque alargado de testes ao nível dos tecidos, órgãos e funções;

· adaptações complexas dos animais às condições ambientais e reações comportamentais claras são mais sensíveis às mudanças antropogênicas, o que permite observar diretamente e analisar respostas rápidas ao impacto;

Animais com um ciclo de desenvolvimento curto e descendentes numerosos podem ser usados ​​para conduzir uma série de observações de longo prazo e traçar o impacto do fator nas gerações subsequentes; para animais de vida longa, testes particularmente sensíveis podem ser selecionados de acordo com estágios particularmente vulneráveis ​​da ontogenia.

A principal vantagem do uso de vertebrados como bioindicadores reside na sua proximidade fisiológica com os seres humanos. As principais desvantagens estão associadas à complexidade da sua deteção na natureza, captura, identificação das espécies, bem como à duração das observações morfo-anatômicas. Além disso, os experimentos com animais costumam ser caros e requerem várias repetições para obter conclusões estatisticamente confiáveis.

A avaliação e previsão do estado do ambiente natural com o envolvimento de vertebrados são realizadas em todos os níveis de sua organização. Ao nível do organismo, com a ajuda de uma análise comparativa, avaliam-se parâmetros morfo-anatómicos, comportamentais e fisiológico-bioquímicos.

Os indicadores morfoanatômicos descrevem as características das estruturas externas e internas dos animais e suas alterações sob a influência de certos fatores (despigmentação, alterações no tegumento, estrutura dos tecidos e localização dos órgãos, ocorrência de deformidades, tumores e outras manifestações patológicas).

Parâmetros comportamentais e fisiológico-bioquímicos são especialmente sensíveis a mudanças no ambiente externo. Os tóxicos, penetrando nos ossos ou no sangue dos vertebrados, afetam imediatamente as funções que garantem a atividade vital. Mesmo com um efeito estritamente específico de um tóxico em uma determinada função, suas mudanças se refletem no estado de todo o organismo devido à interconexão dos processos vitais. A presença de substâncias tóxicas se manifesta claramente na violação do ritmo respiratório, nas contrações cardíacas, na velocidade da digestão, no ritmo das secreções e na duração dos ciclos reprodutivos.

Para poder comparar o material coletado por diferentes pesquisadores em diferentes áreas, o conjunto de espécies indicadoras deve ser uniforme e pequeno. Aqui estão alguns critérios para a adequação de diferentes espécies de mamíferos para estudos bioindicativos:

· pertencentes a diferentes partes da cadeia trófica - mamíferos herbívoros, insetívoros, predadores;

Liquidação ou ausência de grandes migrações;

· ampla área de distribuição (euritopicidade relativamente alta), ou seja, este critério exclui o uso de endemias como indicadores de teste;

· pertencimento a comunidades naturais: o critério exclui espécies sinantrópicas que se alimentam próximas a habitações humanas e caracterizam inadequadamente a composição microelementar da poluição em determinada região;

· a abundância das espécies deve fornecer material suficiente para análise;

· Simplicidade e acessibilidade dos métodos de obtenção de espécies.

Analisando, de acordo com esses critérios, representantes de todas as ordens de mamíferos encontrados no território dos países da CEI, pode-se deter em sete espécies: o musaranho comum (Feridas areneus), toupeira europeia (Talpa europaea), toupeira Altai (Talpa altaica), Urso marrom (Urso arcos), alce (alces alces), rato de banco (Clethrionomys brilho), rato de dorso vermelho (Clethrionomys rubilus).

2.4 Métodos simbióticos na bioindicação

2.5 Aplicações de bioindicadores

2.5.1 Avaliação da qualidade do ar

A poluição do ar afeta todos os organismos vivos, mas especialmente as plantas. Por esta razão, as plantas, incluindo as inferiores, são as mais adequadas para detectar a mudança inicial na composição do ar. Os índices correspondentes dão uma ideia quantitativa do efeito tóxico dos poluentes atmosféricos.

Os liquens são organismos simbióticos. Muitos pesquisadores demonstraram sua adequação para fins de bioindicação. Possuem propriedades muito específicas, pois reagem às mudanças na composição da atmosfera, possuem uma bioquímica diferente de outros organismos, estão amplamente distribuídos em vários tipos de substratos, começando nas rochas e terminando nas cascas e folhas das árvores, e são conveniente para exposição em áreas poluídas.

Existem quatro grupos ecológicos principais de líquenes: epífita - crescendo na casca de árvores e arbustos; pixel - crescendo em madeira nua; epígeo- no chão; epilítico- com gelo. Destas, as espécies epífitas são as mais sensíveis à poluição do ar. Com a ajuda dos liquens, é possível obter dados bastante confiáveis ​​​​sobre o nível de poluição do ar. Ao mesmo tempo, pode-se distinguir um grupo de compostos e elementos químicos, a cuja ação os liquens têm sensibilidade superaumentada: óxidos de enxofre e nitrogênio, fluoreto de hidrogênio e cloreto, além de metais pesados. Muitos liquens morrem em baixos níveis de poluição atmosférica com essas substâncias. O procedimento para determinar a qualidade do ar usando líquenes é chamado de indicação de líquen.

A pureza do ar pode ser avaliada usando plantas superiores. Por exemplo, as gimnospermas são excelentes indicadores da pureza da atmosfera. Também é possível estudar mutações nos cabelos dos filamentos de tradescantia. Cientistas franceses notaram que, com o aumento do monóxido de carbono e dos óxidos de nitrogênio emitidos pelos motores de combustão interna no ar, a cor de seus filamentos muda de azul para rosa. As consequências dos distúrbios no desenvolvimento individual das plantas também podem ser reveladas pela frequência de ocorrência de desvios morfológicos (fenodesviantes), pelo valor dos indicadores de assimetria flutuante (desvio da simetria bilateral e radial perfeita) e pelo método de análise complexa de estruturas complexas organizado (análise fractal). Os níveis de quaisquer desvios da norma são mínimos apenas sob condições ideais e aumentam sob quaisquer influências estressantes.

bioindicador de poluição ambiental

2.5.2 Avaliação da qualidade da água

Quase todos os grupos de organismos que habitam corpos d'água podem ser usados ​​para indicação biológica da qualidade da água: invertebrados planctônicos e bentônicos, protozoários, algas, macrófitas, bactérias e peixes. Cada um deles, atuando como indicador biológico, possui vantagens e desvantagens próprias, que determinam os limites de seu uso na solução de problemas de bioindicação, pois todos esses grupos desempenham um papel preponderante na circulação geral de substâncias em um reservatório. Organismos, normalmente utilizados como bioindicadores, são responsáveis ​​pela autodepuração do reservatório, participam da criação da produção primária e realizam a transformação de substâncias e energia nos ecossistemas aquáticos. Qualquer conclusão baseada nos resultados de um estudo biológico é baseada na totalidade de todos os dados obtidos, e não com base em descobertas isoladas de organismos indicadores. Tanto na realização do estudo quanto na avaliação dos resultados obtidos, é necessário ter em mente a possibilidade de contaminação local acidental no ponto de observação. Por exemplo, restos de plantas em decomposição, a carcaça de um sapo ou peixe podem causar mudanças locais na natureza da população do reservatório.

2.5.3 Diagnóstico do solo

O pré-requisito teórico para a aplicação do método zoológico do solo para fins de diagnóstico do solo é a ideia formulada por M.S. Gilyarov em 1949 do “padrão ecológico” de uma espécie - a necessidade de uma espécie para um determinado conjunto de condições ambientais. Cada espécie dentro de seu alcance é encontrada apenas naqueles habitats que fornecem uma gama completa de condições necessárias para a manifestação da atividade vital. A amplitude de variação dos fatores ambientais individuais caracteriza a plasticidade ecológica das espécies. Os euribiontes não são muito adequados para fins indicadores, enquanto os estenobiontes servem como bons indicadores de certas condições ambientais e propriedades do substrato. Esta disposição é um princípio teórico geral em diagnóstico biológico. Porém, o uso de uma espécie para indicação não dá total confiança na exatidão das conclusões (aqui existe uma “regra de mudança de habitat” e, consequentemente, uma mudança nas características ecológicas da espécie). É melhor estudar todo o complexo de organismos, alguns dos quais podem ser indicadores de umidade, outros de temperatura e outros ainda de composição química ou mecânica. Quanto mais espécies comuns de animais do solo forem encontradas nas áreas comparadas, mais provável será julgar a similaridade de seus regimes e, conseqüentemente, a unidade do processo de formação do solo. As formas microscópicas são menos úteis do que outras - protozoários e microartrópodes (carrapatos, colêmbolos). Seus representantes são cosmopolitas pelo fato de o solo para eles não funcionar como um habitat único: vivem em um sistema de poros, capilares, cavidades que podem ser encontrados em qualquer solo. Dos microartrópodes, os mais bem estudados são as propriedades indicadoras dos ácaros blindados. A composição de seus complexos comunitários depende não apenas das condições do solo, mas também da natureza e composição florística da vegetação; portanto, é promissor usar esse objeto para indicar efeitos danosos ao solo.

Comunidades de grandes invertebrados (minhocas, centopéias, larvas de insetos) são especialmente valiosas e convenientes para o trabalho de indicadores. Assim, os estafilinídeos do gênero Bledius e Darklings do gênero Belopus são indicativos de solos solonchak-alcalinos, centopéias-kivsyaki, alguns mosquitos picadores e moluscos pulmonares servem como indicadores do teor de cal no solo. minhocas Octolásio lacteu e alguns tipos de wireworms são indicadores de alto teor de cálcio nas águas subterrâneas.

De interesse é o diagnóstico algológico do solo, que se baseia na suposição de que a zonalidade dos solos e da vegetação corresponde à zonalidade dos grupos de algas. Manifesta-se na composição geral de espécies e no complexo de espécies de algas dominantes, na presença de espécies específicas, na natureza da distribuição ao longo do perfil do solo e na predominância de certas formas de vida.

3. Biotestes ambientais

3.1 Tarefas e métodos de biotestes da qualidade do meio ambiente

Na detecção da poluição antrópica do ambiente, juntamente com os métodos químico-analíticos, são utilizados métodos baseados na avaliação do estado de indivíduos expostos a um ambiente poluído, bem como de seus órgãos, tecidos e células. Seu uso se deve à complexidade técnica e informações limitadas que os métodos químicos podem fornecer. Além disso, os métodos hidroquímicos e químico-analíticos podem ser ineficazes devido à sua sensibilidade insuficientemente alta. Os organismos vivos são capazes de perceber concentrações de substâncias mais altas do que qualquer sensor analítico e, portanto, a biota pode estar sujeita a efeitos tóxicos que não são registrados por meios técnicos.

A bioindicação envolve a identificação de poluição já existente ou acumulada por espécies indicadoras de organismos vivos e características ecológicas de comunidades de organismos. Atualmente, muita atenção está sendo dada às técnicas de biotestes, ou seja, uso de objetos biológicos em condições controladas como meio de identificar a toxicidade total do meio ambiente. O biotesting é uma técnica metodológica baseada na avaliação do efeito de um fator ambiental, incluindo um tóxico, no corpo, sua função separada ou sistema de órgãos e tecidos. Além da escolha de um bioensaio, a escolha de uma reação de teste, aquele parâmetro do corpo que é medido durante o teste, desempenha um papel importante.

3.2 Abordagens básicas de bioensaios

“Abordagens” podem ser condicionalmente chamadas de grupos de métodos que caracterizam processos semelhantes que ocorrem com objetos de teste sob a influência de fatores antropogênicos. Principais abordagens:

abordagem bioquímica

· Abordagem genética

abordagem morfológica

Abordagem fisiológica

abordagem biofísica

Abordagem imunológica

abordagem bioquímica

O impacto do estresse do ambiente pode ser avaliado pela eficácia das reações bioquímicas, pelo nível de atividade enzimática e pelo acúmulo de certos produtos metabólicos. Alterações no conteúdo de certos compostos bioquímicos no corpo, indicadores de processos bioquímicos básicos e estrutura do DNA como resultado de reações bioquímicas podem fornecer as informações necessárias sobre a reação do corpo em resposta ao estresse.

abordagem genética

A presença e o grau de manifestação de alterações genéticas caracterizam a atividade mutagênica do ambiente, e a possibilidade de manutenção de alterações genéticas em populações reflete a eficiência do funcionamento do sistema imunológico dos organismos.

Normalmente, a maioria dos distúrbios genéticos são reconhecidos e eliminados pela célula, por exemplo, por apoptose pelos sistemas intracelulares ou pelo sistema imunológico. Um excesso significativo do nível espontâneo de tais distúrbios é um indicador de estresse. Alterações genéticas podem ser detectadas nos níveis genético, cromossômico e genômico. É comum distinguir os seguintes tipos de mutações. genético, ou apontar, - eles são divididos em dois grupos: substituições de bases no DNA e inserções ou deleções de nucleotídeos, levando a uma mudança no quadro de leitura do código genético. As mutações gênicas também são divididas em diretas e reversas (reversão). As mutações frameshift são muito menos propensas a reversões espontâneas do que as mutações de substituição de base. cromossômico os rearranjos (aberrações) consistem em várias violações da estrutura dos cromossomos. Genômica mutações - uma mudança no número de cromossomos no núcleo.

Diagnosticar o impacto dos contaminantes na características morfológicas métodos para estimar a assimetria flutuante são aplicados.

Como as funções de teste são usadas parâmetros fisiológicos Hidrobiontes de invertebrados de água doce de diferentes níveis de filogênese.

Abordagem imunológica avaliar o estado do meio ambiente é estudar as mudanças na imunidade inata e adquirida em invertebrados e vertebrados.

Bibliografia

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Instituição educacional estadual Educação profissional superior Vyatka State University Faculdade de Biologia Departamento de Microbiologia Ensaio sobre o tema: Plantas e Zh

Atualmente, o impacto negativo da poluição do ar atmosférico sobre a vegetação é óbvio. O ar nunca está limpo. O ar atmosférico é uma incrível mistura de gases e vapores, bem como partículas microscópicas de várias origens. Naturalmente, nem todos os componentes do ar atmosférico são poluentes. Estes incluem os componentes da atmosfera que têm um efeito adverso nas plantas. Os efeitos de certas substâncias nas plantas podem ser perceptíveis, mas levam a distúrbios fisiológicos e, em alguns casos, ao completo murchamento e morte da planta. Quase todas as emissões atmosféricas têm impacto negativo nas plantas, no entanto, os chamados poluentes prioritários merecem atenção especial:

Óxidos de enxofre da combustão de combustíveis fósseis e fundição de metais;

Pequenas partículas de metais pesados;

Hidrocarbonetos e monóxido de carbono contidos nos gases de escape dos veículos;

Compostos de flúor formados durante a produção de alumínio e fosfatos;

poluição fotoquímica.

São esses compostos que causam os maiores danos à vegetação, porém, a lista de poluentes não se limita a eles. Cloretos, amônia, óxidos de nitrogênio, pesticidas, poeira, etileno e combinações de todas essas substâncias podem causar danos à vegetação.

Entre os poluentes mencionados acima, o maior perigo para as plantas que crescem na cidade são as emissões para a atmosfera, além de hidrocarbonetos e monóxido de carbono.

O efeito de cada poluente nas plantas depende de sua concentração e duração da exposição; por sua vez, cada tipo de vegetação reage de maneira diferente à ação de várias substâncias. Além disso, cada resposta da planta à poluição do ar pode ser enfraquecida ou aumentada pela influência de muitos fatores geofísicos. Assim, o número de combinações possíveis de poluentes, a mudança no tempo de sua exposição, em que os efeitos negativos aparecem, são infinitas.

É sabido que uma quantidade significativa de poluentes, ao cair da atmosfera, é depositada na vegetação. Além disso, essas substâncias penetram nas plantas e em seu espaço intracelular, onde algumas são absorvidas pelas células vegetais e pode ocorrer interação com componentes celulares. É óbvio que somente após a conclusão de todos esses processos, é possível revelar a toxicidade do poluente.

O efeito tóxico de vários tipos de poluição na vegetação pode se manifestar de várias maneiras, mas na maioria das vezes leva a distúrbios metabólicos. Cada substância, à sua maneira, afeta os processos bioquímicos e fisiológicos nas plantas. Sua reação a essas influências se manifesta em violações da estrutura e funções de todo o sistema ou de seus componentes individuais. Essas violações podem ser vistas por vários sinais que são visíveis ao olhar de perto um objeto natural. Com base na análise de várias fontes literárias e no estudo das comunidades vegetais, entre os sinais mais comuns de perturbação da vegetação lenhosa em condições de poluição antropogénica e tecnogénica, destacam-se:

O aparecimento de madeira morta e árvores enfraquecidas entre as espécies dominantes (abeto em uma floresta de abetos, carvalho em uma floresta de carvalhos, bétula em uma floresta de bétulas);

Uma diminuição (notória) no tamanho das agulhas e folhagens este ano em relação aos anos anteriores;

Amarelecimento prematuro (muito antes do outono) e queda da folhagem;

Desaceleração do crescimento das árvores em altura e diâmetro;

O aparecimento de clorose (isto é, envelhecimento precoce de folhas ou agulhas sob a influência de poluentes) e necrose (isto é, necrose de seções de tecido vegetal também sob a influência de poluentes) de agulhas e folhagem. Além disso, a posição na planta e a cor da necrose às vezes permitem tirar uma conclusão sobre o grau e o tipo de impacto. Costuma-se distinguir entre: a) necrose marginal - a morte do tecido ao longo das bordas da lâmina; b) necrose mediana - morte do tecido foliar entre as nervuras; c) necrose puntiforme - necrose do tecido foliar na forma de pontos e pequenas manchas espalhadas por toda a superfície da folha;

Encurtamento da vida útil das agulhas;

Um aumento notável de árvores danificadas por doenças e pragas de insetos (cogumelos e insetos);

Influxo de fungos tubulares (macromicetos) da comunidade florestal e diminuição da composição de espécies e abundância de fungos agáricos;

Diminuição da composição de espécies e ocorrência dos principais tipos de líquenes epifíticos (que vivem nos troncos das árvores) e diminuição do grau de cobertura da área dos troncos das árvores por líquenes.

Vários tipos (tipos) de efeitos da poluição do ar nas plantas são conhecidos, os quais podem ser condicionalmente divididos em efeitos de exposição aguda a altas concentrações de poluentes em um curto período de tempo e efeitos de exposição crônica a baixas concentrações por um longo período de tempo. período. Exemplos de efeitos de exposição aguda são clorose ou necrose claramente observada do tecido foliar, abscisão de folhas, frutas, pétalas de flores; enrolamento de folhas; curvatura da haste. Os efeitos da exposição crónica incluem o abrandamento ou paragem do crescimento ou desenvolvimento normal da planta (causando, nomeadamente, uma diminuição do volume de biomassa); clorose ou necrose das pontas das folhas; murchamento lento da planta ou de seus órgãos. Frequentemente, as manifestações de efeitos crônicos ou agudos são específicas para poluentes individuais ou suas combinações.

Atualmente, o efeito prejudicial da poluição atmosférica em vários componentes da vegetação, como espécies de árvores florestais, é geralmente reconhecido. Poluentes prioritários incluem: dióxido de enxofre, ozônio, nitrato de peroxacetil (PAN), fluoretos.

Essas substâncias interrompem vários processos bioquímicos e fisiológicos e a organização estrutural das células vegetais. É um erro supor que as plantas não são danificadas até que apareçam sintomas visíveis de fitotoxicidade. O dano se manifesta principalmente no nível bioquímico (afeta a fotossíntese, a respiração, a biossíntese de gorduras e proteínas, etc.), depois se espalha para os níveis ultraestrutural (destruição das membranas celulares) e celular (destruição do núcleo, membranas celulares). Só então os sintomas visíveis de dano se desenvolvem.

Em caso de danos agudos às plantações de árvores por dióxido de enxofre, é típico o aparecimento de áreas necróticas, principalmente entre as nervuras da folha, mas às vezes - em plantas com folhas estreitas - nas pontas das folhas e ao longo das bordas. Lesões necróticas são visíveis em ambos os lados da folha. As áreas destruídas dos tecidos das folhas primeiro parecem verde-acinzentadas, como se estivessem umedecidas com água, mas depois secam e mudam de cor para marrom-avermelhado. Além disso, podem aparecer pontos de marfim pálido. Grandes manchas e manchas necróticas geralmente coalescem, formando bandas entre as veias. À medida que a lesão da necrose do tecido foliar se torna quebradiça, rasga e cai do tecido circundante, as folhas assumem uma forma perfurada, que é uma reação característica da lesão aguda por dióxido de enxofre. O papel dos espaços verdes na prevenção da poluição do ar por poeira e emissões industriais não pode ser subestimado; retendo as impurezas sólidas e gasosas, servem como uma espécie de filtro que purifica a atmosfera. 1 m3 de ar nos centros industriais contém de 100 a 500 mil partículas de poeira, fuligem, e na floresta são quase mil vezes menos. As plantações são capazes de reter nas copas de 6 a 78 kg/ha de precipitação sólida, que é 40 ... 80% de impurezas suspensas no ar. Os cientistas calcularam que as copas dos abetos filtram anualmente 32 t/ha de poeira, pinheiros - 36, carvalhos - 56, faias - 63 t/ha.

Sob as árvores, a poeira é menor em média em 42,2% durante a estação de crescimento e em 37,5% na ausência de folhagem. As plantações florestais mantêm a capacidade à prova de poeira, mesmo sem folhas. Junto com a poeira, as árvores também absorvem impurezas nocivas: até 72% da poeira e 60% do dióxido de enxofre se depositam nas árvores e arbustos.

O papel filtrador dos espaços verdes é explicado pelo fato de que uma parte dos gases é absorvida durante a fotossíntese, a outra é dissipada nas camadas superiores da atmosfera devido às correntes de ar verticais e horizontais que ocorrem devido à diferença de temperatura do ar em áreas abertas e sob o dossel da floresta.

A capacidade antipoeira dos espaços verdes consiste na retenção mecânica de poeiras e gases e sua posterior lavagem pela chuva. Um hectare de floresta purifica 18 milhões de m3 de ar por ano.

Estudos sobre a capacidade de retenção de poeira de árvores perto de fábricas de cimento mostraram que, durante a estação de crescimento, o choupo-preto deposita até 44 kg/ha de poeira, choupo-branco - 53, salgueiro-branco - 34, bordo com folhas de freixo - 30 kg/ha de poeira. Sob a influência de espaços verdes, a concentração de dióxido de enxofre a uma distância de 1.000 m de uma usina termelétrica, metalúrgica e química diminui em 20 ... 29% e a uma distância de 2.000 m em 38 . .. 42%. Na região de Moscou, os estandes de bétula absorvem o dióxido de enxofre com mais eficiência.

Absorve ativamente compostos de enxofre do ar atmosférico plantações de tília de folhas pequenas (o teor de enxofre em suas folhas era de 3,3% de folhas secas), bordo (3%), castanheiro (2,8%), carvalho (2,6%), choupo branco (2,5%).

Durante a estação de crescimento, 1 ha de plantações de choupo balsâmico nos Cis-Urais absorve 100 kg de dióxido de enxofre; em uma área menos poluída, 1 hectare de plantações de tílias de folhas pequenas acumula até 40 ... 50 kg de enxofre nas folhas. Os cientistas descobriram que na zona de forte contaminação constante de gás, o álamo bálsamo absorve compostos de enxofre acima de tudo, e menos - olmo liso, cerejeira e bordo com folhas de freixo. Na zona de poluição moderada por gás, os melhores indicadores são típicos de tília de folhas pequenas, freixo, lilás e madressilva. A composição de espécies dos dois primeiros grupos é preservada na zona de fraca contaminação periódica de gás. Muitas espécies de árvores altamente resistentes ao anidrido sulfuroso têm propriedades de baixa absorção de gás. Além do dióxido de enxofre, as plantações absorvem óxidos de nitrogênio. Além destes principais poluentes atmosféricos, os espaços verdes também absorvem outros. Choupo, salgueiro, freixo, com folhas de até 5 kg ou mais, absorvem até 200 ... 250 g de cloro durante a estação de crescimento, arbustos - até 100 ... 150 g de cloro.

Uma árvore durante a estação de crescimento neutraliza os compostos de chumbo contidos em 130 kg de gasolina. Nas plantas ao longo da rodovia, o teor de chumbo é de 35 ... 50 mg por 1 kg de matéria seca, e na zona de atmosfera limpa - 3 ... 5 mg. Alkain, hidrocarbonetos aromáticos, ácidos, ésteres, álcoois, etc. são ativamente absorvidos pelas plantas.

Foi estabelecida uma diminuição no perigo de contaminação com substâncias cancerígenas por plantações verdes.

Plantações em solos urbanos empobrecidos são mais suscetíveis a intoxicantes gasosos. A introdução de fertilizantes minerais e orgânicos nesses solos aumenta a resistência a gases de espécies arbóreas.

As plantações com capacidade de filtragem (absorvendo em média até 60 t/ha de poluentes nocivos) conseguem fazer face à eliminação da poluição atmosférica por aglomerados industriais, cujo valor máximo atinge as 200 t/ha.

Os exemplos anteriores provam de forma convincente que os espaços verdes, juntamente com o uso de meios técnicos de purificação e aprimoramento da tecnologia de produção, desempenham um papel significativo na eliminação e localização de impurezas nocivas no ar atmosférico. Prestando um grande serviço sanitário e higiênico, as próprias plantações florestais sofrem com a contaminação do ar por poeira e gases.

Conclusão

Os organismos vegetais desempenham um papel fundamental na biosfera, acumulando anualmente enormes massas de matéria orgânica e produzindo oxigênio. A humanidade usa as plantas como principal fonte de nutrição, matérias-primas técnicas, combustível, materiais de construção. A tarefa da fisiologia vegetal é revelar a essência dos processos que ocorrem no organismo vegetal, estabelecer sua interconexão, mudanças sob a influência do meio ambiente, os mecanismos de sua regulação para controlar esses processos a fim de obter um volume maior de produção.

Recentemente, avanços em biologia molecular, melhoramento, genética, engenharia celular e genética tiveram grande influência na fisiologia vegetal. É graças às conquistas da biologia molecular que os fatos previamente conhecidos sobre o papel dos fitohormônios nos processos de crescimento e desenvolvimento das plantas receberam uma nova interpretação. Agora os fitohormônios desempenham um papel importante na regulação dos processos fisiológicos mais importantes. Nesse sentido, uma das tarefas mais importantes da fisiologia vegetal é descobrir o mecanismo de regulação hormonal.

O estudo a nível molecular tem contribuído muito para a explicação dos processos de entrada de nutrientes na planta. No entanto. Deve-se dizer que as questões da ingestão e, principalmente, do movimento dos nutrientes pela planta permanecem bastante obscuras.

Nos últimos anos, houve um grande progresso na compreensão dos processos primários da fotossíntese, embora muitas questões requeiram um estudo mais aprofundado. Quando o mecanismo do processo de fotossíntese for totalmente revelado, o sonho da humanidade de reproduzir esse processo em uma instalação artificial se tornará realidade.

Assim, a aplicação cada vez mais ampla dos princípios descobertos pela pesquisa de biologia molecular no estudo de processos em nível de toda a planta e comunidades vegetais permitirá abordar o controle do crescimento, desenvolvimento e, consequentemente, a produtividade da planta organismos.