Основные этапы развития метода биоиндикации как предмет технических наук

Введение 3
1 Изучение загрязнения атмосферного воздуха методом биоиндикации 4
1.1 Мхи как тест-объекты при изучении загрязнения атмосферы 5
1.2 Методы определения химического состава в растительности 6
1.3 Обзор результатов по изучению загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами с помощью мхов-биоиндикаторов 8
2 Методики и методы исследования загрязнения атмосферного воздуха методом мхов-биоиндикаторов 10
2.1 Пробоотбор и пробоподготовка мха 10
2.2 Нейтронно-активационный анализ 12
2.3 Атомно-эмиссионный метод анализа 15
2.4 Статистические методы анализа 17
2.4.1 Корреляционный анализ 17
2.4.2 Регрессионный анализ 19
Заключение 22
Список использованных источников 23

Весь текст будет доступен после покупки

Загрязнение воздуха стало одной из основных угроз для человеческого здоровья и окружающей среды и является таковой уже на протяжении более полувека. Постоянно возрастающие скорость и объемы изменения окружающей среды, связанные с человеческой активностью, придают все большую актуальность и значимость оценке ее состояния. Кроме этого, необходимо осмысление изменений окружающей среды, связанного со всемирным биогеохимическим круговоротом тяжелых металлов и других химических элементов. Мониторинг атмосферного загрязнения необходим для того, чтобы понять пространственное и временное распространение загрязнения и минимизировать вредные последствия.
Большой прогресс наблюдается в биологическом мониторинге загрязнителей, переносимых по воздуху, с момента первых экологических исследований, связанных с изучением влияния загрязнения на растения. Биомониторинг заключается в использовании реакции отдельных растений или растительных сообществ для того, чтобы обнаружить или спрогнозировать изменения в окружающей среде и отслеживать их развитие во времени [1-3].

Весь текст будет доступен после покупки

Шведские ученые Эке Рёлинг и Гермунд Тайлер обнаружили, что мхи являются хорошими биоиндикаторами содержания тяжелых металлов в атмосфере. После этого удачного открытия многие европейские страны стали использовать мхи в национальных и межнациональных исследованиях осаждения металлов из атмосферы. Подобные исследования на мхах позволяют выявить региональные различия и временные тенденции переносимого воздушного загрязнения, что дает возможность в некоторых случаях сопоставить уровни загрязнения на разных географических территориях [7-11].
Первое исследование содержания тяжелых металлов во мхах было предпринято в 1980 году в качестве совместной инициативы Дании и Швеции под руководством Рёлинга и впоследствии стало проводиться через каждые пять лет, причем количество участвующих в нем стран постоянно увеличивается. В рамках международной программы «Атмосферные выпадения тяжелых металлов в Европе – оценки на основе анализа мхов-биомониторов» [12] с периодичностью пять лет под эгидой ООН издается Европейский Атлас атмосферных выпадений тяжелых металлов. Цель этой программы – качественно и количественно охарактеризовать распределение региональных атмосферных выпадений в Европе, выделить местоположение важных источников загрязнения тяжелых металлов и дать ретроспективную оценку на основе сравнения с такими же исследованиями, проводимыми ранее [13, 14]. Организация Объединенных Наций создала специальную Европейскую Экономическую Комиссию, которая призвана формировать научную политику стран, подписавших Конвенцию ООН в области изучения критических уровней озона и оценки атмосферных выпадений тяжелых металлов в Европе по методологии, основанной на одномоментном сборе и анализе мхов-биомониторов (Task Force Meeting of the UNECE ICP Vegetation). Известные данные по атмосферным выпадениям тяжелых металлов и других токсичных элементов в России фрагментарны и ранее ограничивались исключительно Северо-Западными приграничными регионами (Кольский полуостров, Карелия, Ленинградская и Псковская область) [15], которые представляют интерес для западных экологов. На сегодняшний день метод мхов-биомониторов применяется и в некоторых регионах Центральной России (Тульская, Тверская, Ярославская области) [16-19] и Урале (Челябинская область) [20, 21].
1.1 Мхи как тест-объекты при изучении загрязнения атмосферы
Термин «биоиндикатор» используется для обозначения организма, или его части, отображающего воздействие загрязняющих веществ на основе конкретных симптомов, реакции, морфологических изменений или концентрации. Как правило, биоиндикаторами обозначают все организмы, которые предоставляют информацию об окружающей среде или о качестве экологических изменений [22].
Мхи обладают многими свойствами, которые делают их подходящими тест-объектами для мониторинга загрязнения воздуха. Эти виды растений получают питательные вещества, необходимые для жизненных процессов, из влажных и сухих осаждений, они фактически не имеют корней. Поглощению питательных веществ из атмосферы способствует их слабо развитая кутикула. Важные свойства мхов в качестве хороших индикаторов – это большая поверхность по отношению к их весу, медленный темп роста, минимальные морфологические изменения в течение времени жизни мхов, и особенность расти группами. Другие подходящие свойства мхов – это способность выживать в крайне загрязненной среде, простота отбора образцов и возможность определения концентраций химических элементов в ежегодно отрастающих частях [23-26].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Chakraborty Sh., Paraktar G.T. Biomonitoring of trace element air pollution using mosses // Aerosol and Air Quality Research. – 2006. – 6 (3). – P. 247–258.
2. Malkowski E., Kita A., Galas W., Karcz W., Kuperberg J.M. Lead distribution in corn seedlings (Zea mays L.) and its effect on growth and the concentrations of potassium and calcium // Plant Growth Regululation. – 2002. – 37. – P. 69–76.
3. Suchara I., Sucharova J., Hola M., Reimann C., Boyd R., Filzmoser P., Englmaier P. The performance of moss, grass, and 1- and 2-year old spruce needles as bioindicators of contamination: A comparative study at the scale of the Czech Republic // Science of the Total Environment. – 2011. – 409. – P. 2281–2297.
4. Biologic markers of air-pollution stress and damage in forests by committee on Biologic markers of air-pollution damage in trees / National academy press. – Washington D.C., 1989. – 383 p.
5. Montero Alvarez A., Estevez Alvarez J. R., Iglesias Brito H., Perez Arriba O., Lopez Sanchez D., Wolterbeek H. T. Lichen based biomonitoring of air quality in Havana City west side //Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. – 2006. – v. 270 (1). – P. 63–67.
6. Temmerman S., Bouma T.J., Govers G., Wang Z.B., De Vries M.B., Herman P.M.J. Impact of vegetation on flow routing and sedimentation patterns: Three-dimensional modeling for a tidal marsh // Journal Geophysical Research. – 2005. – P. 110.

Весь текст будет доступен после покупки