Биотестирование загрязнений воздуха

Для оценки степени загрязнения окружающей среды широко применяется биологическое тестирование, получившее название активного мониторинга, при котором выявляют различные стрессовые воздействия с помощью тест-организмов, находящихся в стандартизированных условиях на исследуемой территории.

В зависимости от скорости проявления биоиндикаторных реакций выделяют несколько различных типов чувствительности тест-организмов: 1 тип - биоиндикатор проявляет внезапную и сильную реакцию, продолжающуюся некоторое время, после чего перестает реагировать на загрязнитель; 2 тип - биоиндикатор в течение длительного времени линейно реагирует на воздействие возрастающей концентрации загрязнителя; 3 тип - после немедленной сильной реакции биоиндикатора на загрязнитель наблюдается ее затухание, сначала резкое, затем постепенное; 4 тип - под влиянием загрязнителя реакция биоиндикатора постепенно становится все более интенсивной, однако, достигнув максимума, постепенно затухает; 5 тип - реакция и типы чувствительности неоднократно повторяются, возникает осцилляция биоиндикаторных параметров (Шуберт, 1988).

При проведении биоиндикации с помощью тест-организмов существенное значение имеет выбор стандартов для сравнения, которые делятся на абсолютные и относительные. К абсолютным стандартам относятся системы или организмы, свободные от воздействия загрязнителей; с искусственным исключением действия антропогенных факторов; слабо или вовсе не подверженные действию антропогенных факторов. Относительные стандарты включают эталонные объекты, испытывающие незначительное или изначально известное антропогенное воздействие.

Для объективной оценки состояния экосистем интерес представляют тест-организ- мы, реагирующие на комплекс загрязнителей. При этом накопление загрязняющих веществ не должно приводить к гибели тест-организмов, их численность должна быть достаточной для отбора; предпочтительны долгоживущие, одновозрастные и генетически однородные организмы; необходимо обеспечение легкости взятия проб и быстроты проведения тестирования; биотесты должны обеспечивать получение достаточно точных и воспроизводимых результатов с диапазоном погрешности измерений, не превышающим 20-30%; при выборе тест-организмов предпочтение следует отдавать регистрации функциональных, экологических, цитогенетических изменений отдельных индикаторных процессов биоты, а не только изменению ее структуры, численности или биомассы.

Биоиндикация загрязненности экосистем должна по возможности включать подбор индикаторов прогнозирования раннего воздействия; состояния биотических компонентов и экосистем в целом.

Для санитарного контроля и нормирования загрязнителей в экосистемах успешно применяют методы микробиологического тестирования. Они включают вирусологические и бактериологические исследования. С целью получения более полной информации об изменениях всех компонентов экосистемы используют систему взаимоперекрывающихся тестов. С этой целью она должна включать организмы на разных уровнях их организации и эволюции (вирусы, бактерии, грибы, растения, позвоночные животные и др.).

При активном мониторинге загрязнений воздуха оправдал себя метод организмов- уловителей (табл.

122

ция воздуха обеспечивается работой насоса. Заключения о качестве воздуха делают на основании отсутствия или наличия на тест-объектах в экспериментальных камерах характерных симптомов, возникающих под влиянием загрязнений.

При отсутствии тест-камер отобранные биоиндикаторы помещаются в экспериментальное помещение и спустя некоторое время обследуются на воздействие на них загрязнения.

Табак Nicotiana tabacum Bel W 3 как тест-объект для загрязнения воздуха озоном

Этот сорт табака был выведен специально для биоиндикации. Он очень восприимчив к содержанию озона (03) в воздухе. Уже при слабом воздействии 03 через несколько дней на листьях табака образуются некротические пятна серебристого цвета. Для сравнения одно-

Таблица 25

Продолжение табл. 25

временно высаживают относительно устойчивый к озону сорт Bel В. Для этого однородный посевной материал выращивается вначале в гидропонной культуре, затем в горшках в течение пяти недель при стандартных условиях (температуре 24° С, постоянном освещении; в чистом воздухе, профильтрованном через активный уголь) по общепринятым методикам. Затем табак высаживают в открытый грунт по 72 экземпляра сортов Bel W 3 и Bel В на каждый контрольный участок. Оценка некрозов в процентах листовой площади производится еженедельно для каждого листа высаженных растений. Каждые три недели наиболее старые растения заменяют свежими. Основываясь на высаженном табаке, была составлена картосхема загрязнения озоном Британских островов (рис. 19).

Кресс-салат (Lepidium sativum) как тест-объект для оценки загрязнения почвы и воздуха

Кресс-салат, отличающийся быстрым и почти стопроцентным прорастанием, применяют для исследования почв, загрязненных солями тяжелых металлов, воздуха - выхлопными газами. Семена кресс-салата проращивают в чашках Петри по 50 семян на фильтровальной бумаге или на исследуемой почве в течение 10 дней. Контролем служат семена, проращиваемые в чистом воздухе и на незагрязненной почве. Растения можно высаживать и в открытый грунт. При наличии загрязненных веществ снижаются всхожесть и рост зародышевых корешков. В открытом грунте под влиянием газообразных выбросов снижается общая длина проростков.