Диаметральный прирост багульника как биоиндикационный показатель среды Нижневартовского района.

Введение Глава 1. Биоиндикация как метод определения состояния окружающей среды. 1.1. Основные способы оценки качества окружающей среды Под качеством окружающей природной среды понимают такое состояние ее экологических систем, при котором постоянно обеспечиваются обменные процессы энергии и веществ между природой и человеком на уровне, обеспечивающем воспроизводство жизни на Земле. Качество среды до активного вмешательства человека обеспечивалось самой природой путем саморегуляции, самоочищения от загрязнений нетехногенного происхождения. В основе такого самоочищения и саморегуляции лежит принцип безотходности процессов, происходящих в природных циклах. Человеческое же производство, такое как сельскохозяйственное, промышленное, техногенное, построено на отходной технологии. Конечный продукт, получаемый человеком в результате технологического процесса, используется им нерационально. Из 100% основного продукта около 90%, а иногда и более выбрасывается человеком в отходы, которые не могут затем явиться сырьем для природных процессов (циклов). Это приводит к накоплению на поверхности Земли инертных (неусвояемых) или вредных материалов. К тому же в окружающую среду выбрасывается множество химических веществ, некоторые из них не встречаются в природе и являются искусственно-синтезированными человеком веществами, часто неумышленно. Многие вещества, такие как, например диоксины, получились случайно в результате химической реакции в технологическом процессе. Вредные влияния на организм можно разделить на несколько групп по их эффектам. Это токсины (ядовитые вещества), канцерогены (вызывающие онкологические заболевания), мутагены (вызывающие мутации) и тератогены (вызывающие уродства). Вводятся предельно-допустимые нормы – это законодательно устанавливаемые допустимые размеры воздействия человека на окружающую среду. Сюда входят ПДК – предельно допустимые концентрации вещества, ПДВ – предельно допустимый выброс, ПДС – предельно допустимый сброс. Нормы качества оценивают по трем показателям: медицинским, технологическим и научно-техническим. Медицинские показатели устанавливают пороговый уровень угрозы здоровью человека, его генетической программе; технологические показатели оценивают уровень установленных пределов техногенного воздействия на человека и среду обитания; научно-технические показатели оценивают возможность научных и технических средств контролировать соблюдение пределов воздействия по всем его характеристикам. Сейчас употребляют в основном два основных термина, касающиеся оценки качества окружающей природной среды: мониторинг и контроль. Мониторинг – это система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия. В Мониторинг не исключает задачи управления качеством окружающей среды, в то время как контроль подразумевает не только наблюдение и получение информации, но и управление состоянием среды. Существует три общепринятых уровня мониторинга – глобальный, региональный и локальный. Существует множество методов и способов определения загрязнения окружающей среды. В первую очередь это методы химического и физико-химического анализа, которые позволяют определить качественный и количественный состав загрязняющих веществ в окружающей среде (в воздухе, в почве, в воде). Оценка устойчивости природных экосистем к различным видам загрязнений проводится методом биоиндикации. Этому методу уделено особое внимание в работе. Рассмотрим методы контроля отдельных сред. Почва накапливает информацию о происходящих процессах и изменениях, то есть почва это своеобразный индикатор сиюминутного состояния среды, а также прошлых процессов. Основными показателями, которые оцениваются в процессе агроэкологического мониторинга, являются следующие: кислотность, потеря гумуса, засоление, загрязнение нефтепродуктами. Кислотность определяют по количеству ионов водорода в почве –lg(Н+). Для определения загрязнения почв используют в частности дистанционные методы. Например, аэрокосмическое измерение спектральной отражательной способности почв. По изменению окраски или плотности почернения на аэрофотоснимках можно определить размеры загрязненной территории, конфигурацию площади загрязнения, по снижению коэффициента отражения оценить степень загрязнения. Степень загрязненности почв также можно определить по содержанию в почве углеводородов, которое определяется методами хроматографии. Основными стандартными методами контроля за загрязнения вод являются определение химического (ХПК) и биологического (БПК) потребления кислорода. ХПК характеризует общее содержание в загрязненной воде органических и неорганических восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. БПК – это количество кислорода, необходимое для окисления находящихся в загрязненной воде органических веществ в аэробных условиях, в результате происходящих в загрязненной воде биологических процессов. Однако некоторые соединения, такие как пиридин, бензол, толуол, не окисляются, и определить их наличие такими методами невозможно. Поэтому при анализе состава сточных вод чаще всего используют многокомпонентные методы анализа, позволяющие определить широкий спектр химических веществ. Это такие как атомно-эмиссионный, рентгеновский и хроматоргафический методы. [8]. Для анализа примесей, содержащихся в атмосфере, применяют приборы, называемые газоанализаторами. Газоанализаторы позволяют получить непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявить максимальные концентрации примесей, которые могут быть зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по нескольку раз в сутки.[13]. Все перечисленные системы и методы мониторинга окружающей среды служат для накопления и анализа информации о состоянии природной среды. Данные, полученные этими методами, используются для моделирования процессов в окружающей среде, составления научных прогнозов. На основе научных прогнозов вырабатываются практические рекомендации по совершенствованию охраны природы. 1.2. Особенности метода биоиндикации. Биоиндикация – это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Объектами биоиндикационных исследований могут быть отдельные виды флоры или фауны, а также экосистемы. [16]. Например, хвойные породы деревьев чувствительны к радиолокационному загрязнению, а многие представители почвенной фауны – к промышленному загрязнению. Хвойные леса используются для наблюдений в качестве критических экосистем. [9]. Анализ наблюдения за такими объектами позволяет выявить экологические нарушения еще при таких уровнях загрязнения, которые не представляют опасности для населения, проживающего на окружающей территории. В мониторинге внимание сосредоточено главным образом на поведении и функционировании отдельных организмов или популяций немногих видов, рассматриваемых в неразрывной связи с абиотическими компонентами экосистем и позволяющих получать информацию о состоянии природных систем. Последовательность решения таких индикаторных задач как составной части мониторинга остается всегда одной и той же: вначале во многом интуитивное установление общих закономерностей на качественном уровне, а затем сама индикация должна выявляться как вероятностная задача, исходящая из нуль-гипотезы об отсутствии связи между индикатором и воздействием. Только опровергнув эту гипотезу можно делать определенные выводы о наличии исследуемой связи. К сожалению, почти все такие исследования завершаются на качественном уровне, поскольку переход на другой уровень обобщений требует специальных методических исследований, привлечения больших объемов дополнительной информации. У метода индикации существует несколько проблем, таких как выявление разрешающей способности и чувствительности индикаторов, а

Содержание

стр.
Введение 3
1. Биоиндикация как метод определения состояния окружающей среды. 4
1.1. Основные способы оценки качества окружающей среды 4
1.2. Особенности метода биоиндикации 7
2. Багульник вид индикатор
2.1. Особенности среды Нижневартовского района
2.2. Использование багульника для оценки состояния окружающей среды.
3. Влияние негативных факторов окружающей среды Нижневартовского района на диаметральный прирост багульника.

Заключение
Литература

Введение

Глава 1. Биоиндикация как метод определения состояния окружающей среды.
1.1. Основные способы оценки качества окружающей среды

Под качеством окружающей природной среды понимают такое состояние ее экологических систем, при котором постоянно обеспечиваются обменные процессы энергии и веществ между природой и человеком на уровне, обеспечивающем воспроизводство жизни на Земле. Качество среды до активного вмешательства человека обеспечивалось самой природой путем саморегуляции, самоочищения от загрязнений нетехногенного происхождения.
В основе такого самоочищения и саморегуляции лежит принцип безотходности процессов, происходящих в природных циклах.
Человеческое же производство, такое как сельскохозяйственное, промышленное, техногенное, построено на отходной технологии. Конечный продукт, получаемый человеком в результате технологического процесса, используется им нерационально. Из 100% основного продукта около 90%, а иногда и более выбрасывается человеком в отходы, которые не могут затем явиться сырьем для природных процессов (циклов). Это приводит к накоплению на поверхности Земли инертных (неусвояемых) или вредных материалов. К тому же в окружающую среду выбрасывается множество химических веществ, некоторые из них не встречаются в природе и являются искусственно-синтезированными человеком веществами, часто неумышленно. Многие вещества, такие как, например диоксины, получились случайно в результате химической реакции в технологическом процессе.
Вредные влияния на организм можно разделить на несколько групп по их эфектам. Это токсины (ядовитые вещества), канцерогены (вызывающие онкологические заболевания), мутагены (вызывающие мутации) и тератогены (вызывающие уродства).
Вводятся предельно-допустимые нормы это законодательно устанавливаемые допустимые размеры воздействия человека на окружающую среду. Сюда входят ПДК предельно допустимые концентрации вещества, ПДВ предельно допустимый выброс, ПДС предельно допустимый сброс.
Нормы качества оценивают по трем показателям: медицинским, технологическим и научно-техническим. Медицинские показатели устанавливают пороговый уровень угрозы здоровью человека, его генетической программе; технологические показатели оценивают уровень установленных пределов техногенного воздействия на человека и среду обитания; научно-технические показатели оценивают возможность научных и технических средств контролировать соблюдение пределов воздействия по всем его характеристикам.
Сейчас употребляют в основном два основных термина, касающиеся оценки качества окружающей природной среды: мониторинг и контроль. Мониторинг это система наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под влиянием антропогенного воздействия. В Мониторинг не исключает задачи управления качеством окружающей среды, в то время как контроль подразумевает не только наблюдение и получение информации, но и управление состоянием среды.
Существует три общепринятых уровня мониторинга глобальный, региональный и локальный.
Существует множество методов и способов определения загрязнения окружающей среды. В первую очередь это методы химического и физико-химического анализа, которые позволяют определить качественный и количественный состав загрязняющих веществ в окружающей среде (в воздухе, в почве, в воде).
Оценка устойчивости природных экосистем к различным видам загрязнений проводится методом биоиндикации. Этому методу уделено особое внимание в работе.
Рассмотрим методы контроля отдельных сред.
Почва накапливает информацию о происходящих процессах и изменениях, то есть почва это своеобразный индикатор сиюминутного состояния среды, а также прошлых процессов. Основными показателями, которые оцениваются в процессе агроэкологического мониторинга, являются следующие: кислотность, потеря гумуса, засоление, загрязнение нефтепродуктами. Кислотность определяют по количеству ионов водорода в почве lg(Н+). Для определения загрязнения почв используют в частности дистанционные методы. Например, аэрокосмическое измерение спектральной отражательной способности почв. По изменению окраски или плотности почернения на аэрофотоснимках можно определить размеры загрязненной территории, конфигурацию площади загрязнения, по снижению коэффициента отражения оценить степень загрязнения. Степень загрязненности почв также можно определить по содержанию в почве углеводородов, которое определяется методами хроматографии.
Основными стандартными методами контроля за загрязнения вод являются определение химического (ХПК) и биологического (БПК) потребления кислорода. ХПК характеризует общее содержание в загрязненной воде органических и неорганических восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. БПК это количество кислорода, необходимое для окисления находящихся в загрязненной воде органических веществ в аэробных условиях, в результате происходящих в загрязненной воде биологических процессов. Однако некоторые соединения, такие как пиридин, бензол, толуол, не окисляются, и определить их наличие такими методами невозможно. Поэтому при анализе состава сточных вод чаще всего используют многокомпонентные методы анализа, позволяющие определить широкий спектр химических веществ. Это такие как атомно-эмиссионный, рентгеновский и хроматоргафический методы. [8].
Для анализа примесей, содержащихся в атмосфере, применяют приборы, называемые газоанализаторами. Газоанализаторы позволяют получить непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявить максимальные концентрации примесей, которые могут быть зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по нескольку раз в сутки.[13].
Все перечисленные системы и методы мониторинга окружающей среды служат для накопления и анализа информации о состоянии природной среды. Данные, полученные этими методами, используются для моделирования процессов в окружающей среде, составления научных прогнозов. На основе научных прогнозов вырабатываются практические рекомендации по совершенствованию охраны природы.


1.2. Особенности метода биоиндикации.

Биоиндикация это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Объектами биоиндикационных исследований могут быть отдельные виды флоры или фауны, а также экосистемы. [16].
Например, хвойные породы деревьев чувствительны к радиолокационному загрязнению, а многие представители почвенной фауны к промышленному загрязнению. Хвойные леса используются для наблюдений в качестве критических экосистем. [9].
Анализ наблюдения за такими объектами позволяет выявить экологические нарушения еще при таких уровнях загрязнения, которые не представляют опасности для населения, проживающего на окружающей территории.
В мониторинге внимание сосредоточено главным образом на поведении и функционировании отдельных организмов или популяций немногих видов, рассматриваемых в неразрывной связи с абиотическими компонентами экосистем и позволяющих получать информацию о состоянии природных систем. Последовательность решения таких индикаторных задач как составной части мониторинга остается всегда одной и той же: вначале во многом интуитивное установление общих закономерностей на качественном уровне, а затем сама индикация должна выявляться как вероятностная задача, исходящая из нуль-гипотезы об отсутствии связи между индикатором и воздействием. Только опровергнув эту гипотезу можно делать определенные выводы о наличии исследуемой связи. К сожалению, почти все такие исследования завершаются на качественном уровне, поскольку переход на другой уровень обобщений требует специальных методических исследований, привлечения больших объемов дополнительной информации.
У метода индикации существует несколько проблем, таких как выявление разрешающей способности и чувствительности индикаторов, а также надежность интерпретации. В прямой зависимости от этого находится определение интенсивности и наличия прямых и опосредованных реакций.
Выбор индикаторов при мониторинге определяется конкретными задачами, стоящими перед исследователем. Так требования к используемым в качестве индикаторов объектам сводятся к следующим условиям:
 высокая чувствительность к воздействиям, обеспечивающая надежную регистрацию сигнала;
 небольшая и достаточно хорошо известная природная изменчивость, то есть низкий уровень «шумов»;
 возможность регулярных наблюдений в глобальных или региональных масштабах;
 опережение в реакции по отношению к изменению других характеристик (быстрота ответа на воздействие). [4].
Выбираемые для оценки состояния экосистем объекты должны и получаемые при их изучении показатели должны полностью соответствовать выбранному временному и пространственному масштабу и решаемым задачам индикации, иметь высокую степень информативности. Очень важно также хорошо представлять характер населения животных и особенности растительности, которая выступает важнейшим структурообразующим компонентом экосистем. Именно это позволяет устанавливать и использовать в качестве индикаторов объекты наиболее распространенные.
Виды-индикаторы это обычно формы, приспособленные к определенному, узкому диапазону экологических условий. [16].
Чаще всего используют так называемый функциональный подход, который сочетает подход с позиции индикаторных таксонов и количественные показатели.

. Атлас «География России» 8-9 класс. Федеральная служба геодезии и картографии России. Екатеринбург: ФГУП «Уральская картографическая фабрика», 2006 г.
2.. Атлас «География России. Природа и население» 8 класс. М.: «Издетельство ДИК», 2006.
3. Атлас лекарственных растений СССР. М.: Изд-во мед лит., 1962.
4. Арустамов Э. А.. Природопользование: Учебник. 7-е изд. перераб. и доп. М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2005. 312.
5. Березин В. Л.. Нефть и газ Западной Сибири М.: 1990.
6. Верещагин В. И., Соболевская К. А., Якубова А. И. Полезные растения Западной Сибири. М. -Л. Изд-во АН СССР, 1959.
7.Гаммерман А. Ф. Курс фармакогнозии. Изд. 6-е. Л., «Медицина», 1967.
8. Голубев Г. Н.. Глобальные изменения в экосфере: Учебное пособие. - М.: Изд-во Желдориздат, 2002. 365.
9. Еленевский А.Г., Соловьева М.П., Тихомиров В.Н. Ботаника высших, или наземных растений. М.: Academia. 2000. 429.
10.Иванова Н. А. Экология леса: Хрестоматия. Ханты-Мансийск: 2006.
11.Лиухто К. Российская нефть: производство и экспорт//Российский Экономический Журнал. 2003. - № 9.
12. Никаноров А. М., Хоружая Т. А.. Глобальная экология: Учебное пособие. М.: ЗАО «Кнага сервис», 2003. 208.
13. Ревелль П., Ревелль Ч.. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн. 2. Загрязнения воды и воздуха: Пер. с англ. М.: Мир, 1995 296.
14. Советский энциклопедический словарь изд. 4-е М.: Советская энциклопедия, 1987. 1600.
15. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. Изд-во МГУ - 1998. - 376
16. Территориальные системы природопользования. Анализ и синтез: Сборник научных трудов, редакторы: Т. А. Воробьева, Г. Д. Мухин. М.: Географический ф-т МГУ, 2001. 224.
17. Экологический атлас России. М.: Карта, 2002
18. http://www.nvraion.ru
19. http://ru.wikipedia.org.
20. http://www.ecosystema.ru/08nature/trees/89p.htm
21. http://flower.onego.ru/kustar/ledum.html