Биологические методы анализа

2.3 Биологические методы анализа

Комплексный мониторинг состояния окружающей среды включает в себя исследование природных ресурсов - воды, воздуха, почвы и экосистем в целом физическими, химическими и биологическими методами с целью измерения, оценки и прогноза антропогенных изменений абиотической составляющей биосферы (в первую очередь - загрязнений) и ответной реакции биоты на эти изменения, а также последующих изменений в экосистемах в результате антропогенных воздействий.

Составной частью экологического мониторинга является мониторинг биологический, т.е. система наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных антропогенными факторами. В рамках биологического мониторинга принято рассматривать три вида деятельности: разработку систем раннего оповещения, диагностику и прогнозирование.

Химические и физико-химические методы анализа не в состоянии охватить все многообразие загрязняющих веществ, которые претерпевают в окружающей среде сложные трансформации, образуя подчас еще более токсичные соединения. Количественный анализ какой - либо примеси сам по себе не дает ответа на вопрос о се биологической опасности. Поэтому необходимы методы интегральной оценки качества среды[58-62].

Биотестирование - прием исследования, в котором о качестве среды, о факторах, действующих самостоятельно или в сочетаниях, судят по выживаемости, состоянию и поведению специально помещенных в эту среду организмов - тест-объектов.

Биоиндикация - очень близкий к биотестированию прием, использующий организмы, обитающие в исследуемой среде, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных, изменений среды обитания.

Биологические методы основаны на том, что для жизнедеятельности - роста, размножения и функционирования живых существ необходима среда строго определенного химического состава. При изменении этого состава, например при исключении из питательной среды какого-либо компонента или введении дополнительного (определяемого) соединения, организм через какое-то время, иногда практически сразу подает соответствующий ответный сигнал. Установление связи характера или интенсивности ответного сигнала организма (называемого индикаторным) с количеством введенного в среду или исключенного из среды компонента служит для его обнаружения или определения. Для биологических методов характерны своя методика эксперимента, аппаратура и способ регистрации ответного сигнала индикаторного организма [58-62].

Методика сбора и обработки материала для оценки стабильности развития берёзы повислой (Betula pendula Roth.)[63-65]

Оценка стабильности биологических систем любого уровня крайне необходима, особенно для определения степени антропогенного воздействия, Состояние природных популяций билатерально симметричных организмов может быть оценен через анализ величины флуктуирующей асимметрии, характеризующей мелкие ненаправленные нарушения стабильности развития и являющейся интегральным ответом организма на состояние окружающей среды. Растения, как продуценты экосистемы, в течение всей жизни привязанные к локальной территории и подверженные влиянию двух сред: почвенной и воздушной, наиболее полно отражают весь комплекс стрессирующих воздействий на систему.

Традиционные методы, оценивающие химические и физические показатели, не дают комплексного представления о воздействии на биологическую систему, тогда как биоиндикациоииые показатели отражают реакцию организма на все многообразие действующих на него факторов, имея при этом биологический смысл,

При сборе материала для биоиндикационных исследований следует учитывать следующие правила:

В качестве модельного объекта выбирается обычный, широко распространенный вид, в данном случае береза повислая (Betula pendula Roth).

Выборки должны производиться с растений находящихся в сходных экологических условиях по уровню освещенности, влажности и т.д. Например, одна из сравниваемых выборок не должна находиться на опушке, а другая в лесу.

Для анализа используют только средневозрастные растения, избегая молодые экземпляры и старые.

Выборка листьев производится с 10 близко растущих деревьев по 10 листьев с каждого, всего 100 листьев с одной точки (следует брать несколько больше, на случай попадания повреждённых листьев),

Листья берутся из нижней части кроны, на уровне поднятой руки, с максимального количества доступных веток (стараясь задействовать ветки разных направлений, условно – на север, юг, запад, восток).

У березы используют листья только с укороченных побегов.

Листья стараются брать примерно одного, среднего для данного вида размера.

Для обработки собранного материала необходимы: линейка, циркуль-измеритель, транспортир. Одна выборка вся обрабатывается одним человеком.

При занесении данных в компьютер для хранения и математической обработки, используют программу Microsoft Exceel.