Биоэкологический мониторинг. Биоиндикация и биотестирование. Основные биоиндикаторы, используемые для оценки состояния среды

Сущность биоэкологического мониторинга. Этот вид мониторинга рассматривается как система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения.

Его объектом выступает биологические системы различных уровней организации и их реакции на внешние естественные и антропогенные воздействия. Субклеточному уровню организации систем соответствует генетический мониторинг, клеточному - биохимический мониторинг, организменному - физиологический мониторинг, популяционному и биоценологическому уровням - экологический мониторинг

Для каждого уровня биологических систем разрабатывается методика наблюдений и устанавливается определенный набор функциональ­ных характеристик. Особый интерес представляют наблюдения за аккумуляцией растениями и животными хи­мических веществ, выделяемых в процессе промышленного производст­ва, при аварийных выбросах или применяемых в сельском и лесном хозяйстве, их миграцией по цепям питания и распределением по трофическим уровням в биоценозах, расположенных в различных при­родных зонах.

Важными функциями биологического мониторинга являются разра­ботка систем раннего оповещения, диагностика и прогнозирование изменения биологических сообществ. При разработке систем раннего оповещения необходим отбор подходящих организмов и создание автоматизированных устройств, позволяющих достаточно чет­ко выявлять реакцию биоты на антропогенные изменения окружающей природной среды. Такие устройства могут быть использованы для оп­ределения качества воды в водоемах и получения оперативной инфор­мации о возникновении опасной ситуации.

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов.

Применение в геологических исследованиях. Ряд растений-индикаторов определённым видимым образом реагирует на повышенные или пониженные концентрации микро- и макроэлементов в почве. Это явление используется для предварительной оценки почв, определения возможных мест поиска полезных ископаемых.

Применение в экологии. Биоиндикация используется в экологических исследованиях, как метод выявлення антропогенной нагрузки на биоценоз. Метод биоиндикаторов основан на исследовании воздействия изменяющихся экологических факторов на различные характеристики биологических объктов и систем. В качестве биоиндикаторов выбирают наиболее чувствительные к исследуемым факторам биологические системы или организмы. Изменения в поведении тест-объекта оценивают в сравнении с контрольными ситуациями, принятыми за эталон. Например, при оценке экологического состояния поверхностных вод в качестве биоиндикаторов используют наблюдение за поведением дафний, моллюсков, некоторых рыб

Биоиндикацию часто путают с биотестированием. Но если при биоиндикации организмы извлекаются из природы и по их состоянию оценивают степень загрязнения, то при биотестировании качество воды, почвы оценивается посредством лабораторных объектов (животных, растительных, одноклеточных), помещённых в тестируемую среду уже в лаборатории.

Биотестирование – это определение степени опасности среды с помощью биологических объектов: водорослей, простейших дафний и пр. Т.е. в исследуемую среду помещают биологического тестировщика (биотест) и наблюдают, как исследуемая среда воздействует на него. В качестве биотестов применяют зеленые водоросли — хлорелла и сценедесмус, ракообразных — цериодафнии и дафний, простейших — инфузории.

Биологические тесты. Хотя все химические тесты позволяют получить важную информацию о текущем состоянии воды и ее возможном загрязнении, они не несут какой-либо информации о биологическом качестве, воды иди об истинных последствиях для окружающей среды. Такая информация может быть получена только с помощью тестов, использующих биологические эффекты. Тесты на токсичность могут проводиться на отдельных организмах или смешанных популяциях. Индивидуальные формы выбирают таким образом, чтобы использовать различные классы организмов, важных для водных систем, и на них изучают в лабораторных условиях тест на эффект пагубного воздействия тестируемого вещества.

Бактериальные тесты. Типичным оценочным критерием служит эффект подавления размножения бактериальных клеток. Удобным для измерения параметром является респираторная активность. Она может быть получена на основе БПК.

Биоаккумуляторные тесты предварительно проводят со специфическими веществами. Используют для изучения раковины или рыбы. Живые организмы экстрагируют в течение длительного периода при сублетальных концентрациях тест-вещества. Через установленные временные интервалы специфическими аналитическими методами определяют тест-вещества в живых организмах и сравнивают результаты со значениями, полученными для соответствующих контрольных объектов