Индикаторы загрязнения атмосферного воздуха растения: Из представленных растений индикаторами загрязнения атмосферного воздуха являютя

Зеленые контролеры | Статья в журнале «Юный ученый»


 


Ранее в ходе исследовательской работы ««Новые кадры» на предприятиях», я производил экспериментальное биотестирование животных — индикаторов окружающей среды.


В работе опирался на знания, приобретенные в рамках экологического проекта «Малая академия наук», в ходе которого через встречи с кандидатами биологических наук, я понял какую роль играют в нашей жизни животные и растения, которые могут своим поведением, внешним видом, химическим составом и количеством показать изменения в окружающей среды.


По результатам предыдущего исследования я сделал вывод, что животные — тестеры загрязнений могут «работать» в домашних условиях. А какие существуют «зеленые контролеры» загрязнений, и могут ли они быть «домашними помощниками», я решил узнать в новом своём исследовании.


Цель: выяснить, какие растения являются индикаторами токсичности окружающей среды и как на них влияют изменения внешних условий.


Гипотеза: можно ли «зеленых контролеров» со станций фонового мониторинга «переманить» в свою домашнюю «лабораторию биомониторинга», чтобы наблюдать за загрязнением среды вокруг себя.


Задачи:


1)        изучить литературу о разработках систем биомоноторинга, существующих методах экологического контроля;


2)        выяснить, как изменяются особенности развития и «поведения» у растений на загрязняющие факторы;


3)        узнать, как с помощью растений — индикаторов можно выявит токсичность среды;


4)        провести экспериментальное биотестирование атмосферного воздуха на токсины;


5)        сделать выводы по результатам исследования.


Методы исследования:


  1. анализ научной литературы;

  2. изучение средств массовой информации;

  3. консультации;

  4. моделирование условий;

  5. наблюдение и фиксация отдельных физиологических проявлений у растений.


Часть 1


Естественная окружающая среда, в разнообразии своих проявлений, имеет огромное непосредственное влияние на человека, но и человек влияет на окружающую среду, главным образом, загрязняя ее.


Сегодня во многих странах введены специальные меры для обеспечения охраны окружающей среды; разработаны методики физико-химического анализа выбросов вредных газов и веществ в атмосферу и гидросферу с целью их сокращения.


Но еще в глубокой древности люди стали замечать тесную связь растений с окружающей их природной средой. Но в те времена даже биология не являлась отдельной наукой, а только одной из составляющих философии. [13]


В современном мире все больше внимания уделяют возможностям биомониторинга. Ему отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках. Изучать окружающую среду с помощью растений сегодня стараются во всем мире. [1]


В настоящее время разработана концепция комплексного экологического мониторинга природной среды (Ю. А. Израэль[1], 1979г.), составной частью которого является биологический мониторинг, осуществляемый на станциях фонового мониторинга.


Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, воздуха, воды, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Растения реагируют на изменения внешней окружающей среды, являясь «зелеными тестерами» загрязнений.


Меня заинтересовали эти «зеленые контролеры», которые «работают» на станциях фонового мониторинга.


Поэтому, я решил выяснить, какие растения являются индикаторами токсичности окружающей среды и как влияют изменения внешних условий на них.


Из литературы я узнал, что главными источниками загрязнений окружающей среды в России являются большие промышленные предприятия, тепловые и атомные электростанции, автомобильный транспорт. [2]


Для получения более подробной информации по теме, я обратился к инженеру-экологу Ивановой Наталье Николаевне сотруднику АО «Восточный Порт».


Так из беседы, я узнал, что в настоящее время существует концепция комплексного экологического мониторинга природной среды (Ю. А. Израэль, 1979г.), составной частью которого является биологический мониторинг, осуществляемый на станциях фонового мониторинга.


Так же, я выяснил, что в настоящее время при оценке состояния окружающей среды ведущая роль отводится физическим и химическим методам экологического контроля. Однако существующие системы нормативов не обеспечивают экологическую безопасность, т. к. не имеют возможности оценки токсичности. Вот для этого и стали разрабатывать биологический метод контроля: растения столь же чувствительны, как животные и мы с вами. Они способны воспринимать окружающий мир. [8]


Организм человека за последние десятилетия адаптировался к окружающей атмосфере. Люди не замечают, чем они дышат. А вот растения всегда начеку и могут вовремя подсказать, что в воздухе появились ядовитые для организма вещества.


Изучая научную литературу, я узнал, что не каждое растение может быть индикатором. Лучшими индикаторами являются так называемые стенобионты — виды, приспособленные к существованию в строго определенных условиях и не выносящие больших колебаний окружающей среды. Индикаторные растения могут использоваться как для выявления отдельных загрязнителей воздуха, почвы, воды, так и для оценки общего качественного состояния природной среды. [1]


Я выяснил, что индикаторами чистоты воздуха в первую очередь являются мхи и лишайники. Главный враг лишайников в городах — сернистый газ. Лишайники нетребовательны к факторам внешней среды, они являются пионерами, поселяющимися на голых скалах. Однако для своего существования эти растения нуждаются в очень чистом воздухе. Малейшее загрязнение атмосферы, не влияющее на большинство высших растений, вызывает массовую гибель лишайников. [1]


Хвойные породы особенно сильно страдают от сернистого газа. Чувствительность к нему у хвойных пород убывает в такой последовательности: ель, пихта, сосна веймутова, сосна обыкновенная, лиственница. Продолжительность жизни хвои сосны в зонах сильного загрязнения сернистым газом составляет один год, тогда как в норме — 3–4 года, при этом хвоя меняет зелёную окраску на тёмно-красную. [7]


Также я узнал, что гладиолус и фрезия не переносят фтора в атмосфере. Для индикации загрязненности атмосферы тяжелыми металлами и ароматическими углеводородами используются бальзамин и фасоль. Подсолнечник не выносит выброса аммиака в атмосферу. Шпинат и горох не будут расти при выбросах сероводорода. Чрезвычайно чувствительно к выхлопным газам автомобилей комнатное растение традесканция. [7]


Изучая, средства массовой информации, я узнал о том, как Европе комнатное растение — гардения спасла жизнь своей хозяйке. Растение очень чувствительно к угарному газу.


Отравление угарным газом — острое патологическое состояние, развивающееся в результате попадания угарного газа в организм человека, является опасным для жизни и здоровья, и без квалифицированной медицинской помощи может привести к летальному исходу. [12]


Угарный газ попадает в атмосферный воздух при любых видах горения. В городах в основном в составе выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания; в домашних условиях при утечке светильного газа и при несвоевременно закрытых печных заслонках в помещениях с печным отоплением (дома, бани), при не исправных газонагревательных приборах.


Угарный газ активно связывается с гемоглобином и блокирует передачу кислорода тканевым клеткам, что приводит к гипоксии. Угарный газ также включается в окислительные реакции, нарушая биохимическое равновесие в тканях.


Под воздействием токсичных веществ в атмосфере у некоторых видов растений изменяются особенности развития (скорость роста, процесс размножения и др. ), у других «зеленых индикаторов» изменяется внешний вид (уродуется крона, видоизменяются лепестки, меняют цвет тычинки или листья), третьи — способны накапливать загрязняющее вещество в своих тканях. [1]


Растения постоянно присутствуют в окружающей человека среде и реагируют на кратковременные и залповые выбросы загрязняющих веществ, которые может не зарегистрировать автоматизированная система контроля с периодическим отбором проб на анализы.


Изучив литературу и получив информацию от специалистов предприятий, выяснил:


  1.      Ведущая роль для оценки состояния окружающей среды отводится физико — химическими методам, а также биомониторингу.

  2.      «Зелеными-индикаторами» пользуются в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых, при оценке механического и химического состава почвы, воздуха, воды.

  3.      Биоиндикаторы отражают степень опасности соответствующего состояния окружающей среды для всех живых организмов, а значит и для человека.

  4.      Биологический мониторинг обходится намного дешевле химического.

  5.      Живые тестеры загрязнений сейчас изучаются во многих институтах России. Выявляются все новые «способности» растений. Уже известны растения, реагирующие на диоксин, наркотики, взрывчатку и другие вещества, выявление которых актуально в наше время. Такие растения-индикаторы опасности могут значительно упростить в некоторых случаях контроль за наличием тех или иных химических веществ в воздухе. Селекционным путем эти «способности» стараются усилить и поставить растения на службу человеку.


Часть 2


Для того, чтобы доказать, что «зеленые контролеры» могут «работать» в домашних условиях, я решил произвести экспериментальное биотестирование путем регистрации изменения внешнего вида растения (окраса листьев), при воздействии на тест-объект (растение — индикатор) посредством имитации возможных путей поступления вредного вещества в ткани (с воздухом), и сравнения данных с индикацией контрольного прибора.


Тестируемой средой являлся воздух в помещении дома с печным отоплением, тест-объектами стали комнатные растения: гардения жасминолистная (Gardenia jasminoides), сансевиера трёхполосная (Sansevieria trifasciata), орхидея фаленопсис (Phalaenopsis) (Рисунок 1).


Рис. 1. Тест-объекты


 


Контрольный прибор — бытовой универсальный детектор загрязнителей воздуха «Спасатель» (ООО «НПП «БИОС», г. Смоленск) предназначенный для обнаружения природного топливного газа (метана), пропана, бутана и угарного газа (монооксида углерода) в воздухе бытовых и коммунальных помещений с последующей выдачей световой и звуковой сигнализации. [15] (Рисунок 2)


Рис. 2. Контрольный прибор — бытовой универсальный детектор загрязнителей воздуха «Спасатель»


 


До начала активной фазы эксперимента, чтобы исключить другие негативные факторы, все комнатные растения занесли в исследуемое помещение, создали благоприятные условия, где они произрастали 1 месяц.


Подготовка к эксперименту:


  1.      Установлен, согласно инструкции, детектор загрязнителей воздуха: 1,5 метра над уровнем пола, приведен в рабочий режим. Заводская настройка чувствительности датчика «Спасателя» позволяет обнаружить опасные примеси (СО 220 мг/м³) в воздухе помещения до достижения концентрации опасных для здоровья и жизни людей (СО ≥600 мг/м³).

  2.      Растения установлены на уровне детектора загрязнителей воздуха.

  3. Вентиляция в помещении осуществляется естественная, безо всякого дополнительного оборудования.


Далее, была растоплена печь, в качестве горючего использован каменный уголь. На стадии появления синеньких огоньков (сгорание угарного газа), была прикрыта отдушина в трубе (печная заслонка).


Соблюдая технику безопасности, люди покинули помещение.


Оценка внешнего вида и состояния растений производилась через 1 час, 1,5 часа, 2 часа. (Таблица 1)


 


Таблица1


Фиксация изменений биологически значимых показателей у комнатных растений при загрязнении воздуха угарным газом


 


Результат эксперимента показал, что из испытуемых растений, «дышавших» загрязненным угарным газом воздухом, только гардения, среагировала на фитотоксикант — листья пожелтели — произошла деградация хлорофилла — зелёного пигмента, окрашивающего хлоропласты растения в зелёный цвет и необходимого для осуществления процесс фотосинтеза (изменение биологически значимых показателей). (Рисунок 3)


Рис. 2. Изменение биологически значимых показателей (деградация хлорофилла)


 


у комнатного растения гардении жасминолистной при загрязнении воздуха угарным газом


«Живой прибор» раньше заводского «просигнализировал» о загрязнении. (Таблица 2)


 


Таблица 2


Сравнение чувствительности гардении жасминолистной и детектора загрязнителей воздуха «Спасатель» к токсичному загрязнению воздуха угарным газом


 


Заключение


Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:


  1. Растения реагируют на изменение токсичности окружающей среды.

  2. Растения являются более чувствительными к изменению окружающей среды, чем бытовые детекторы.

  3. Биотестирование является более оперативным способом оценки качества окружающей среды.

  4. Биомониторинг — способ менее дорогостоящий по сравнению с остальными методами.

  5. Методы и способы биоиндикации более понятны «непрофессионалам».


В наше время тема загрязнения среды, экологических проблем выходят на первый план. Хотя еще недавно люди совершенно не задумывались о будущем. Не понимали, что жизнь и процветание нашей планеты и существ, растений, заселяющих её, зависит от многих факторов. Экологическая проблема — самая важная.


Взаимоотношения «человек — природа» всегда должны быть гармоничными, потому что только это обеспечит человеку здоровье и качественное развитие всего общества.


Сохранение природы в первозданном виде является отображением культуры каждого человека и общества в целом. Выполнив свое исследование, я могу утверждать, что несмотря на доступность, биоиндикация является достаточно сложным исследованием. Поэтому полученный опыт готов передавать всем, кто к этому проявляет интерес.


Испытуемое растение — гардения жасминолистная — среагировало на токсичность окружающей среды и проявило себя как более чувствительный и надежный индикатор загрязненности атмосферы в сравнении с заводским детектором, к тому же работающем от электричества. А это значит, моя гипотеза подтвердилась, «зеленые контролеры» со станций фонового мониторинга могут «работать» в домашних условиях.


 


Литература:


 


  1.      Артамонов В. И. Растения и чистота природной среды / режим доступа: https://bio.wikireading.ru/6047

  2.      Афанасьев Ю. А., Фомин С. А., Меньшиков В. В. Мониторинг и методы контроля окружающей среды: Учеб. пособие в 2 частях: Часть 2. Специальная / Ю. А. Афанасьев, С. А. Фомин, В. В. Меньшиков и др. — М.: Издано МНЭПУ, 2001–337 с.

  3.      Ашихмина Т. Я., Домрачева Л. И., Кондакова Л. В. Биоиндикация и биотестирование — методы познания экологического состояния окружающей среды / Т. Я. Ашихмина, Л. И. Домрачева, Л. В. Кондакова и др. — Киров: ГПУ, 2005.-52с.

  4.      Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по направлению подготовки «Биология» и биол. спец./ под ред. О. П. Мелеховой, Е. И. Сарапульцевой.-2-е изд., испр.- М.: Академия, 2008. — 288 с.

  5.      Бубнов А. Г., Буймова С. А., Гущин А. А. Биотестовый анализ — интегральный метод оценки качества объектов окружающей среды: учебно-методическое пособие / А. Г. Бубнов, С. А. Буймова, А. А. Гущин и др.; под общ. ред. В. И. Гриневича; ГОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2007. — 112 с.

  6.      Емельянов А. Г., Муравьева Л. В., Тихомиров О. А. Основные понятия и положения концепции комплексного экологического мониторинга геосистем региона: научная статья / Тверской государственный университет, 2014. / режим доступа: http://naukarus.com/osnovnye-ponyatiya-i-polozheniya-kontseptsii-kompleksnogo-ekologicheskogo-monitoringa-geosistem-regiona

  7.      Меженский В. Н. Растения-индикаторы / В. Н.  Меженский. — М.: ООО «Издательство ACT», 2004. — 76 с.

  8.      Романова Е. М. Биоиндикация и антропогенные стрессоры: курс лекций по Экология / д.б.н. Е. М. Романова.- Ульяновск: Ульяновская ГСХА им. П. А. Столыпина, 2014. — 135с.

  9.      Экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие. Изд. 3-е, испр. и доп. / Под ред. Т. Я. Ашихминой. — М.: Академический Проект, 2006. —416 с.

  10. Статья «Биомониторинг окружающей среды — метод будущего» / режим доступа: http://www.arhnet.info/story-2012-biomonitoring-okruzhajushhjej-srjedy—mjetod-budushhjego

  11. Интернет-ресурс: Экосистема / режим доступа: http://www.ecosystema.ru

  12. Интернет-ресурс: Википедия / режим доступа http://www.wikipedia.ru

  13. Интернет-ресурс: Окружающая среда / режим доступа: http://www.okruzhayushchaya-sreda. ru

  14. Интернет-ресурс: Центр экологических экспертиз / режим доступа: http://ekoex.ru/monitoring-zagryazneniya-okruzhayushhej-sredy/

  15. Инструкция по эксплуатации бытового универсального детектора загрязнителей воздуха «Спасатель» (ООО «НПП «БИОС», г. Смоленск)


[1]  Юрий Антониевич Израэль (15 мая 1930, Ташкент — 23 января 2014, Москва) — советский и российский метеоролог, академик РАН

Таблица 17. Основные растения – индикаторы загрязнения атмосферного воздуха — Студопедия

Поделись  

Компоненты загрязнения Важнейшие древесные породы Сельскохозяйственные и декоративные растения
Диоксид серы Ель (европейская, сербская), пихта европейская, сосна обыкновенная, ясень американский Пшеница, ячмень, люцерна, клевер, хлопчатник, фиалки
Фтористый водород Ель европейская, пихта европейская, орех грецкий Виноград, абрикос, гладиолус, ландыш, нарцисс, тюльпан, рододендрон
Аммиак Граб обыкновенный, липа сердцевидная Сельдерей, махорка
Хлористый водород Ель европейская, лиственница европейская, лещина обыкновенная, ольха клейкая Фасоль, шпинат, редис, смородина, клубника
Озон Сосна Веймутова Табак, картофель, соя, томаты, цитрусовые
Тяжёлые металлы Тсуга канадская, вяз гладкий Овсяница, орхидеи, бромелиевые

Таблица 18 Распространение семян и плодов растений

Способ распространения Особенности способа Примеры растений
Зоохория А. Эктозоохория – распространение плодов, семян, спор растений и грибов путём прикрепления к шкуре, покровам животных.
Б. Эндозоохория – распространение плодов, семян, спор растений и грибов после поедания и прохождения желудочно-кишечного тракта животных.
В. Синзоохория – распространение плодов, семян, спор растений и грибов животными при формировании ими запасов на неблагоприятный период времени
Череда, репей, подмаренник цепкий, гравилат речной
Черёмуха, черника, малина, костяника, смородина
Кедр, боярышник, лещина
Энтомохория Распространение плодов, семян, спор растений и грибов насекомыми Копытень, грушанка, фиалка (распространяются муравьями)
Гидрохория Распространение плодов, семян, спор растений и грибов водой Ольха, некоторые виды пальм
Анемохория Распространение плодов, семян, спор растений и грибов воздушными потоками Клён, хвойные, одуванчик, золотарник
Автохория Распространение плодов, семян, спор растений и грибов саморазбрасыванием Бешеный огурец, акация, недотрога
Барохория Распространение плодов, семян, спор растений и грибов под действием на них силы тяжести Дуб, некоторые виды пальм
Антропохория Распространение плодов, семян, спор растений и грибов человеком Рожь, пшеница, овёс, ячмень

Таблица 19. Сравнительная характеристика эукариотических клеток различных типов

Признаки

Клетки

протист грибов растений Животных
Клеточная стенка
Крупная вакуоль
Хлоропласты
Способ питания
Центриоли
Резервный питательный углевод
У многих имеется
Бывает редко
Бывают часто
Авто- и гетеротрофное
Бывают часто
Крахмал, гликоген, парамилон, хризоламинарин
В основном из хитина
Есть
Нет
Гетеротрофное
Бывают редко
Гликоген
Из целлюлозы
Есть
Есть
Автотрофное
Только у некоторых мхов и папоротников Крахмал
Нет
Нет
Нет
Гетеротрофное
Есть
Гликоген

Таблица 20. Важнейшие химические элементы клетки

Элемент Символ Примерное содержание, % Значение для клетки
Кислород О 62 Входит в состав воды и органических веществ
Углерод С 20 Входит в состав всех органических веществ
Водород Н 10 Компонент воды и органических веществ
Азот N 3,0 Входит в состав аминокислот, белков, нуклеиновых кислот, АТФ, хлорофилла, витаминов
Кальций Са 2,5 Входит в состав клеточной стенки
Фосфор Р 1,0 Входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ
Сера S 0,25 Входит в состав аминокислот, витамина В1 и некоторых ферментов
Калий К 0,25 Содержится в клетке только в виде ионнов, участвует в процессах фотосинтеза
Натрий Na 0,1 Содержится в клетке только в виде ионнов
Магний Mg 0,07 Входит в состав хлорофилла, активирует энергетический обмен
Железо Fe 0,01 Участвует в биосинтезе хлорофилла, в процессах дыхания и фотосинтеза
Медь Cu следы Участвует в процессе фотосинтеза
Марганец Mn следы Участвует в ассимиляции азота при фотосинтезе
Молибден Mo следы Участвует в процессах связывания атмосферного азота и в процессе фотосинтеза
Кобальт Со следы Участвует в фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями, входит в состав витамина В12
Бор В следы Влияет на ростовые процессы растений
Цинк Zn следы Участвует в синтезе растительных гормонов (ауксинов) и спиртовом брожении

Таблица 21. Сравнение биомассы растительных и животных организмов Земли

Сухое вещество

Континенты

Мировой океан

Итого

зелёные растения животные и микро-организмы всего зелёные растения животные и микро-организмы всего
В млрд т
В %
2400
99,2
20,0
0,8
2420
100
0,2
6,3
3,0
93,7
3,2
100
2423,2



Air (Служба национальных парков США)

Биоиндикаторы — это живые организмы, указывающие на состояние экосистемы. Лучшие биоиндикаторы многочисленны и их легко собрать, а некоторые из них можно использовать для понимания состояния и качества экосистемы с течением времени. Ученые используют биоиндикаторы, наряду с другими формами мониторинга, для изучения загрязнителей воздуха. Непрерывный биомониторинг может дать информацию о том, как со временем может улучшиться или ухудшиться состояние экосистемы. Отдел воздушных ресурсов Службы национальных парков (NPS-ARD) поддерживает долгосрочный мониторинг трех биоиндикаторов, связанных с качеством воздуха:

  • Лишайники для измерения азота и серы в экосистеме
  • Листья растений для изучения повреждения растений озоном
  • Личинки стрекозы для изучения ртути и ее воздействия на экосистему.

Некоторые виды лишайников очень чувствительны к изменениям окружающей среды и могут быть использованы для изучения загрязнения азотом и серой.

NPS Photo/Mike Bell

Лишайник

Некоторые лишайники чувствительны к атмосферному загрязнению, что делает их хорошими биоиндикаторами качества воздуха. В частности, эпифитные макролишайники — это лишайники, растущие на стволах и ветвях деревьев. Поскольку эти лишайники растут над землей, все питательные вещества они получают непосредственно из осадков и воздуха. Многие виды эпифитных лишайников имеют узкие экологические ниши и крайне чувствительны к изменению загрязнения воздуха. Это означает, что ученые могут отслеживать изменения в структуре сообщества эпифитных лишайников, чтобы оценить изменения в количестве азотного и серного загрязнения воздуха в районе. Образцы тканей обычных видов лишайников также можно использовать для оценки уровня загрязнения, которое они поглощают.

NPS использует методы, разработанные Лесной службой США/Программой инвентаризации и анализа лесов, для изучения того, как загрязнение воздуха может воздействовать на чувствительные виды лишайников. Ученые сравнивают лишайники, найденные в парках, с более чем 8000 ранее отслеживаемых мест, чтобы понять текущие условия и здоровье экосистемы. Чтобы узнать больше, посетите эту страницу о лишайниках как биоиндикаторах и узнайте, как это исследование проводится в полевых условиях.

Некоторые растения могут указывать на повреждение озоном, проявляя повреждения листьев, такие как крошечные черные точки или «точечки» на этой фотографии.

NPS Photo/Colleen Flanagan Pritz

Листья растений

Биоиндикаторы озона — это определенные растения, которые имеют отчетливые повреждения листьев с локально повышенными концентрациями озона. Озон образуется в воздухе на уровне земли как в результате антропогенного загрязнения, так и из природных источников. Озон вызывает повреждение живых тканей; у растений это повреждение может вызвать видимые повреждения листьев, а также повреждения, которые труднее заметить, такие как снижение роста или производство семян.

Ученые изучают листья растений, чтобы определить и измерить ущерб, наносимый озоном. Участки растительности с биоиндикаторами озона могут находиться под постоянным наблюдением, или эти чувствительные растения могут быть размещены вместе в садах для повышения осведомленности более широкой аудитории, включая общественность. Озоновые сады позволяют персоналу парка и посетителям отслеживать, когда симптомы озона проявляются на листьях известных чувствительных растений, и делать вывод, что уровень озона достаточно высок, чтобы наносить менее заметный ущерб растениям в остальной части парка.

Национальный парк Грейт-Смоки-Маунтинс с 2003 года отслеживает повреждение озоном в своем озоновом саду и делится своими данными, а также мероприятиями для студентов на веб-сайте Hands on the Land . Узнайте больше о том, как Служба национальных парков использует озоновые сады , или посетите Сеть озоновых садов , чтобы получить дополнительные ресурсы по созданию собственного озонового биоиндикаторного сада. Сеть Cumberland Piedmont Network также проводит регулярные исследования диких популяций чувствительных к озону растений в своих парках. Все парки могут использовать список видов, чувствительных к озону, для определения дикорастущих растений, которые могут быть пригодны для мониторинга.

Личинки стрекоз — подводные хищники. Их изучение может показать, на что похожи уровни содержания ртути в пищевой сети.

Фото Геологической службы США

Личинки стрекоз

Личинки стрекоз, ювенильная форма стрекоз, живущих под водой, могут служить биоиндикаторами ртути. Ртуть является загрязнителем, который может оказывать токсическое воздействие на здоровье человека и диких животных, вызывая проблемы с репродуктивным успехом или мышечной функцией и многое другое. Ртуть может выбрасываться в атмосферу в результате промышленного загрязнения воздуха, и она может перемещаться на тысячи миль, прежде чем в конечном итоге осядет в таких экосистемах, как национальные парки.

Личинки стрекоз являются отличными биоиндикаторами, поскольку они живут во всех видах водоемов, поедая мелких насекомых и накапливая ртуть из пищевой сети. Их также легко и экономично брать пробы, и они могут прогнозировать уровни содержания ртути в других диких животных, таких как рыба. Употребление в пищу рыбы является основным путем воздействия ртути на человека, а наибольшему риску подвергаются дети и женщины детородного возраста.

Проект Dragonfly Mercury Project (DMP) представляет собой общенациональное исследование, в ходе которого оценивается уровней содержания ртути в личинках стрекоз во всех участвующих подразделениях NPS. Данные о ртути, собранные в парковых водоемах, преобразуются в индекс ухудшения, который информирует управляющих ресурсами о риске ртути для здоровья экосистемы. Данные, собранные с помощью DMP — в разных местах и ​​с течением времени — также могут помочь ученым и политикам узнать о связях между изменениями содержания ртути в атмосфере и содержания ртути в пищевых цепях. Посетите веб-страницу DMP , чтобы узнать больше.

Последнее обновление: 31 мая 2022 г.

Растения как системы биоанализа для мониторинга загрязнителей атмосферы

  • Список журналов
  • Перспектива охраны окружающей среды
  • т. 27; 1978 декабрь
  • PMC1637314

Перспектива охраны окружающей среды. 1978 декабрь; 27: 139–147.

doi: 10.1289/ehp.7827139

PMCID: PMC1637314

PMID: 738233

Статьи

Copyright и получение лицензий. Ответственные по атмосферу

Abstract

Active As Natural Biodics at Natural. Растения можно использовать в качестве систем биоанализа для мониторинга загрязнителей атмосферы. Симптомы повреждения растений, измененный характер роста и размножения, изменения урожайности и/или продуктивности, а также изменения в распределении видов могут использоваться по отдельности или в комбинации в качестве средств мониторинга. Результаты должны быть приняты как полуколичественные, но в рамках этого ограничения качество воздуха может быть достаточно точно определено, чтобы можно было установить стандарты качества воздуха. Генетическая изменчивость видов высших растений привела к появлению культурных сортов, демонстрирующих диапазон толерантности к газообразным и твердым атмосферным загрязнителям. Бесполое размножение этих сортов дает чувствительный к загрязнителям и устойчивый к ним растительный материал, который можно выращивать на выбранных участках для наблюдения. Виды голосеменных и покрытосеменных, а также виды лишайников и мхов использовались для создания сетей полевого мониторинга в Европе, Канаде и США. Белая сосна, теневой табак, мхи и лишайники оказались особенно полезными в качестве инструментов биоанализа. Пыльца чувствительных к загрязнителям и устойчивых к загрязнителям сортов растений также использовалась в качестве чувствительного лабораторного инструмента биоанализа для изучения качества воздуха. Эпифитные мхи особенно эффективны в качестве мониторов твердых загрязнителей, особенно тяжелых металлов, некоторые из которых могут действовать как химические мутагены. Стоимость, сложность и отсутствие надежности инструментальных систем для мониторинга качества воздуха делают настоятельной необходимость разработки успешных систем биоанализа растений для мониторинга качества воздуха.

Полный текст

Полный текст доступен в виде отсканированной копии оригинальной печатной версии. Получите копию для печати (файл PDF) полной статьи (1,7M) или щелкните изображение страницы ниже, чтобы просмотреть страницу за страницей. Ссылки на PubMed также доступны для Selected References .

139

140

141

142

143

144

145

146

147

9000

Избранные ссылки

Эти ссылки находятся в PubMed. Возможно, это не полный список литературы из этой статьи.

  • Дайнес РХ. Диоксид серы и реакция растений. Дж Оккуп Мед. 1968 г., сен; 10 (9): 516–534. [PubMed] [Google Scholar]
  • THOMAS MD. Влияние загрязнения воздуха на растения. Моногр Ser World Health Organ. 1961; 46: 233–278. [PubMed] [Google Scholar]
  • Якобсон Дж.С., Вайнштейн Л.Х., МакКьюн Д.К., Хичкок А.Е. Накопление фтора растениями. J Air Pollut Control Assoc. 1966 августа; 16 (8): 412–417. [PubMed] [Google Scholar]
  • Goodman GT, Roberts TM. Растения и почвы как индикаторы металлов в воздухе. Природа. 1971 г., 4 июня; 231 (5301): 287–292. [PubMed] [Google Scholar]
  • Darley EF. Исследования влияния цементной пыли на растительность. J Air Pollut Control Assoc. 1966 март; 16 (3): 145–150. [PubMed] [Google Scholar]
  • Heck WW, Heagle AS. Измерение фотохимического загрязнения воздуха с помощью чувствительной станции мониторинга. J Air Pollut Control Assoc. 1970 февраля; 20 (2): 97–99. [PubMed] [Google Scholar]
  • Heck WW, Dunning JA, Hindawi IJ. Озон: нелинейная зависимость дозы и поражения растений. Наука. 1966 г., 4 февраля; 151 (3710): 577–578. [PubMed] [Google Scholar]
  • MIDDLETON JT, PAULUS AO. Выявление и распространение загрязнителей воздуха посредством реакции растений. AMA Arch Ind Health. 1956 г., декабрь; 14 (6): 526–532. [PubMed] [Google Scholar]
  • Dochinger LS, Bender FW, Fox FL, Heck WW.