Proč je nutná bioindikace?

Meziregionální výzkumná a projektová škola mládeže „..

Fóra:

Bioindikace je zjišťování a stanovení environmentálně významných přírodních a antropogenních zátěží na základě reakcí živých organismů na ně přímo v jejich biotopu. Biologické indikátory mají vlastnosti charakteristické pro systém nebo proces, na základě kterých se provádí kvalitativní nebo kvantitativní hodnocení trendů změn, stanovení nebo hodnotící klasifikace stavu ekologických systémů, procesů a jevů. V současnosti lze považovat za obecně uznávané, že hlavním ukazatelem udržitelného rozvoje je v konečném důsledku kvalita životního prostředí.

Změny ve vegetaci pod vlivem různých faktorů prostředí ovlivňují stav biogeocenózy jako celku a v důsledku toho mohou být použity jako diagnostické znaky. Informace o strukturálních a funkčních poruchách, povaze vstupu, přeměny a akumulace toxických látek v rostlinných orgánech v technogenním prostředí lze získat různými metodami (anatomickými, fyziologickými, biochemickými atd.).

V současné době bylo vyvinuto mnoho metod pro bioindikaci změn stavu ekosystémů pod vlivem antropogenních faktorů. Nejběžnější a nejsnáze implementovatelný je morfologický přístup. Asimilační orgány rostlin jsou nejcitlivější na atmosférické znečištění, proto se při posuzování stupně poškození stromů emisemi, délky života a množství nekrózy listů a jehličí hustota výhonů v horní části koruny. je charakterizován vitální stav stromů kraftových tříd I–III.

Nejcitlivějším ukazatelem zdraví rostlin je fotosyntetický aparát. Z uvažovaných metod stanovení funkčních charakteristik rostlin je nejslibnější posouzení stupně přeměny ekosystémů fluorescencí chlorofylu asimilačního aparátu borovice lesní.

Pracovníci oddělení již řadu let provádějí různé bioindikační studie. Bioindikační metody se používají téměř ve všech oblastech práce – od hodnocení biodiverzity a aktuálního stavu ekosystémů až po inženýrské a environmentální průzkumy. Katedra vypracovala několik metodických pokynů pro provádění takových studií.

Práce provádí laboratoř environmentální diagnostiky. Kontaktní telefon: (342) 239-67-11

Vědecké publikace Zaměstnanci oddělení:

• Grigoriev Yu.S., Andreev D.N. K problematice metody záznamu opožděné fluorescence chlorofylu při bioindikaci znečištění ovzduší jehličnanů
• Buzmakov S.A., Ovesnov S.A., Shepel A.I., Zaitsev A.A. Směrnice „Ekologické hodnocení stavu zvláště chráněných přírodních území regionálního významu“
• Andreev D.N. Metodika komplexní diagnostiky antropogenní přeměny zvláště chráněných přírodních území
• Buzmakov S.A., Andreev D.N., Zaitsev A.A. Antropogenní přeměna ekosystémů ve zvláště chráněné přírodní oblasti „Chernyaevsky Forest“

Video

Průmyslové podniky produkují velké množství odpadu a znečišťují životní prostředí. Metody biotestování a bioindikace pomohou klasifikovat odpady, suroviny a kontrolovat stav životního prostředí po úklidových činnostech. Vědci tímto směrem pracují v rámci experimentu. Vědečtí výzkumníci vyvíjejí nové metody, z nichž je však legálně schváleno jen několik. Vlastní postup je prováděn v souladu se zavedeným postupem laboratoří biochemických analýz.

Podstata a cíle biotestování a bioindikace

V oblasti monitorování životního prostředí se aktivně využívá jak bioindikace, tak biotestování. Některé metody jsou regulovány předpisy v rámci environmentální legislativy.

Existují však rozdíly ve významu těchto dvou biodiagnostických postupů. Biotestování spočívá ve stanovení úrovně toxicity prostředí pomocí speciálních testovacích objektů. Jedná se o jednoduchou a přesnou metodu, která se rozšířila spolu s metodami chemické analýzy. Existují 2 hlavní typy biotestování – chemotaktické a morfofyziologické. První je přesnější a umožňuje analyzovat odpadní produkty testovacích objektů. Druhý typ popisuje změny ve fyziologii organismů ve znečištěném prostředí, např. mutace a vrozené anomálie – teratogenezi.

Bioindikace zase poskytuje hodnocení prostředí na základě četnosti a složení indikačních druhů. Příkladem je sledování stavu ovzduší konkrétní oblasti pomocí analýzy bioty lišejníků.

Vědci pracují tímto směrem, výsledky publikují ve vědeckých publikacích – „Gidrometeoizdat“, „Mladý vědec“ atd. Rozsáhlejší studie jsou popsány v monografiích a disertačních pracích.

Testovací objekty pro biotestování a bioindikaci

Speciální živé testovací objekty jsou klíčovým prostředkem pro hodnocení znečištění životního prostředí. Jedná se o originální senzory, „lakmusové testy“, které zachycují informace o úrovni znečištění. Biotestování díky nim úspěšně nahrazuje složité chemické rozbory. V závislosti na účelu studie se vybírají objekty s citlivostí na určitý faktor. Na základě svého chování a dalších změn usuzují, zda je překročen MPC (povolený koncentrační limit) konkrétní znečišťující látky v prostředí.

Důležité jsou zejména anatomické a fyziologické charakteristiky testovaných objektů. To vysvětluje použití teratogeneze v biotestování, studiu deformací a patologií vývoje těla vlivem určitých vnějších faktorů.

Zde stojí za to rozlišovat mezi pojmy. Pro biotestování se tedy používají právě testovací objekty – geneticky homogenní laboratorní kultury mikroorganismů a některých vodních organismů:

• ceriodaphnia;
• Dafnie a nálevníky;
• řasy (např. chlorella).

Standardní biotestovací techniky se v jednotlivých zemích liší. Na Ukrajině tak regulační dokumenty stanoví pro testovací objekty korýše (větevníky a průhledy), fotogenické bakterie, nálevníky a řasy.

Bioindikací se rozumí analýza početnosti a dalších parametrů druhů žijících v přírodních podmínkách – bioindikátorů. Obvykle se jedná o rostlinné objekty nebo symbionty:

V tomto případě lze zohlednit i vliv na konkrétní organismus, jeho strukturální a morfologické změny.

Biotestovací metody

Biotestovací metody zahrnují následující: organismy přizpůsobené laboratorním podmínkám se umístí do testovacího prostředí po dobu trvání experimentu. To poskytuje ucelený obraz o stavu životního prostředí. Výsledky jsou extrapolovány na kvalitu života lidí a biologickou rozmanitost ekosystémů. Typicky se analyzuje komplex druhů, u každého se používá systém metod: biochemické (například hodnocení oxidačních procesů v těle, fotosyntéza), morfologické (viditelné změny fenotypu), fyziologické (intenzita energetického metabolismu) a imunologické (odolnost vůči infekcím). Existují rozdíly mezi výzkumnými a regulačními metodami. Biotestování půd, vody a vzduchu se obvykle provádí v technogenních zónách města nebo zemědělských systémech ve venkovských oblastech.

Bioindikace vzduchu

Atmosférický vzduch je kontrolován na čistotu prostředí pomocí bioindikačních metod. Hodnocení stupně znečištění ovzduší na základě stavu lišejníků se provádí pomocí palet vyrobených z pružného a transparentního polymerního materiálu.

Tloušťka palety je 0,2 mm, parametry 6×28 cm Každá paleta má obdélníkový rám pro měření (rozměr – 5×20 cm). Je rozdělena na malé buňky o velikosti 1 cm 2 (pro usnadnění účtování organismů různých velikostí). Paleta je připevněna ke kmeni stromu. Tato metoda, oblíbená v oblasti ekologie, i přes svou jednoduchost provedení poskytuje poměrně spolehlivé ukazatele znečištění ovzduší.

Biotestování nádrží

Biologické hodnocení znečištění přírodních vodních útvarů spočívá v charakterizaci stupně přežití vodních organismů ve znečištěném prostředí (saprobicita).

Z rezervoáru se odeberou vzorky planktonu, poté se provede genetická analýza ribozomální RNA organismů. Další metodou hodnocení kvality vody je biotest fytotoxicity klíčících semen rostlin. Jeho účelem je studovat vliv vody z nádrže prostřednictvím zavlažování na agroekosystémy (například pozemky pro domácnosti). Obvykle se hodnotí ukazatele, jako je rychlost klíčení semen a klíčivost při zavlažování půdy zkušební vodou.

Kromě planktonu ve vzorcích vody jsou analyzovány i organismy, jejichž biotopem jsou spodní sedimenty. Vodný extrakt tohoto materiálu je testován podle rychlosti růstu řas.

Nejčastěji se však biotestování sladké vody v přírodních a umělých nádržích provádí analýzou přežití dafnie (Daphnia magna Straus) v souladu s GOST R 56236-2014.

Biologické hodnocení toxicity odpadních vod

Navzdory inovativním technologiím čištění je nezbytný následný bioindikační postup. Úroveň toxikologického dopadu odpadních vod je hodnocena pomocí zkušebních objektů různého druhu. Při hodnocení toxicity půd se tedy využívají ekviciliární nálevníci a pro stanovení vlivu odpadních vod na mořské a jezerní prostředí se používají kultury mikrořas Platymonas viridis Rouch, Dunaliella salina Teod. Experiment se provádí dlouhodobě – 15 dní. Analýzu vlivu odpadních vod lze provést i pomocí popsané agroekologické metody – biotestu klíčivosti semen. Analyzovány jsou povrchové i podzemní vodní zdroje kontaminované odpadními ropnými produkty, těžkými kovy a jinými toxickými látkami.

Biotestování mořského prostředí

Biologické hodnocení úrovně znečištění mořského prostředí (např. ropnými produkty) se provádí s larvami stříbřitých druhů (černomořská ryba). Testované objekty jsou umístěny v testovacím prostředí a v čištěné mořské vodě bez toxických látek. Poté se provádí mikrokalorimetrie aktivity produkce tepla larvami, přičemž se studují změny v důsledku nadměrných koncentrací xenobiotik (chemikálie cizí pro biotu, znečišťující látky). Na základě tohoto parametru ve vztahu k neporušeným vzorkům je vydán závěr o úrovni toxicity mořského prostředí.

Biotestování odpadu třídy 5

Biotestovací postup pro odpad třídy 5 se provádí za účelem stanovení toxicity odpadu pomocí testovacích objektů.

Je analyzována přítomnost a stupeň transformace řady charakteristik organismů.

Diagnostika se provádí s dafniemi, ceriodafniemi, bakteriálními kulturami a prvoky. V tomto případě nemluvíme o nebezpečném zdravotnickém, rádiovém a bio odpadu.

Jaký odpad je zařazen do třídy nebezpečnosti 5?

Pátá třída zahrnuje:

• Materiály na bázi dřeva.
• Popel.
• Nějaký potravinový odpad (vaječné skořápky).
• Bitva o sutiny a cihly.
• Kousky cementu.
• Závady ve výrobě žárovek a odpadních zařízení.
• Keramický boj.
• Kovový šrot, kovové hobliny (ocel, hliník).
• Sběrný papír atd.

Producenti odpadů třídy nebezpečnosti 5, působící jako malí nebo střední podnikatelé, musí každý rok hlásit odpady ministerstvu železnic.

Kdo potřebuje biotestovací postup a proč?

Pro odpad třídy 5 není potřeba vypracovávat pas. Stačí mít doklad potvrzující třídu. Biotestování odpadu se provádí v případě potřeby:

• Potvrzení třídy nebezpečnosti 5. Tento požadavek je kladen na podniky MSC a regionu. Nebude-li protokol biotestu doplněn o podklady projektu PNOLR, odbor ochrany životního prostředí schválení zamítne.
• Definice třídy 1-5, pokud je stanovena třída 5 pro stupeň nebezpečnosti odpadu pro životní prostředí.
• Posouzení nebezpečnosti odpadů strusky a popela (při spalování uhelného paliva), odpadů z těžebních a uhelných podniků, odpadního materiálu s vysokým podílem solí ve výluhu (nad 6 g/dm 3 ).

Pouze laboratorní organizace s příslušnou akreditací má právo provádět biologické vyšetření odpadů.

Kvalifikace specialistů musí být potvrzena certifikačními certifikáty. Metodiky – v souladu s federálním zákonem č. 26.06.2008-FZ ze dne 102. června XNUMX „o zajištění jednotnosti měření“.

Postup

Biotestování odpadu třídy 5 se provádí v tomto pořadí:

1. Kód, název a třída nebezpečnosti odpadu jsou stanoveny dle FKKO, schváleno. Nařízením Rosprirodnadzoru ze dne 18.07.2014. července 445 N XNUMX.
2. Z drceného odpadu se vyrábí vodný extrakt.
3. Testované předměty se vloží do nádoby s kapucí – 2-3 z každé skupiny. Mohou to být korýši nebo řasy.
4. Po určité době se na základě procenta mrtvých korýšů nebo změn v hustotě řas vyvodí závěr o stupni nebezpečnosti testovaného odpadu a přiřadí se třída.
5. Podle stanoveného vzorku je vypracován protokol o biotestování odpadu 5. třídy.

Vodný extrakt je drcený materiál ze vzorků půdy, rostlinných zbytků nebo organické hmoty (bahno a dnové sedimenty), smíchaný protřepáním s určitým množstvím destilované vody.

Pro doplnění Federálního katalogu klasifikace odpadů (FKKO) je třeba vyplnit žádost na webu https://gko.fsrpn.ru/ a odeslat ji ve formě papírového dokumentu příslušnému úřadu. Proces bude trvat 3 měsíce, poté bude název odpadu zařazen do katalogu. Zaznamenané biotestování lze provádět pouze u odpadu z FKKO.

Cena a doba trvání procedury

Cena za biotestovací postup pro odpad třídy 5 závisí na množství odpadu. Nabídka laboratoře ECO Consult v Sevastopolu je tedy 30 000 rublů. To není tak vysoká cena, vzhledem k velikosti sankcí za nesplnění povinnosti zařadit výrobní odpady do určité třídy, potvrdit toto zařazení nebo vypracovat pasporty odpadů tříd 1-4:

• úředníkům je uložena pokuta 20 000-40 000 rublů.
• pro podnikatele, kteří nejsou právnickými osobami – 40 000-60 000 rublů.
• pro právnické osoby – 200 000-350 000 rublů.

Proto je lepší si biotestovací proceduru objednat předem a předejít tak větším ztrátám a poškození dobrého jména podniku. Je důležité se ujistit, že laboratoř, kterou si vyberete, je akreditovaná.

Biotestování a bioindikace umožňuje zařadit odpad z podniku do konkrétní třídy. Postup je poměrně drahý, ale získání protokolu je v mnoha případech povinné. Biotestování je jednoduchá metoda pro hodnocení kvality životního prostředí, která poskytuje přesné výsledky. Existují metody regulované regulačními dokumenty a experimentální. Jako testovací objekty se používají organismy citlivé na určitý faktor (acidobazická rovnováha, koncentrace těžkých kovů) – řasy, korýši, prvoci. Někdy se používají rostliny a jejich semena.