Keskkonnauuringutes kasutatakse erinevaid meetodeid. Üks neist võib olla bioindikatsioon. See lähenemisviis hõlmab teatud elusorganismide seisundi uurimist, et saada teavet nende elupaiga kohta. Selliste uuringute läbiviimise tunnuste mõistmiseks tuleks kaaluda, mis on bioindikaator. See annab sellise uurimismetoodika kohta vajalikku teavet.
Üldmääratlus
Bioindikaator on elusorganism ja võib-olla ka terve liik või kooslus, mis elab teatud ökoloogilises süsteemis ja võib olla selle seisundi peegeldus. Veelgi enam, uuringu käigus hinnatakse isendite arvu populatsioonis, nende seisundit ja käitumist. Saadud teabe põhjal on võimalik otsustada saasteainete, toksiinide, kantserogeenide jms esinemise üle looduslikus elupaigas.
Bioindikaatorid on taimed või loomad, kelle seisund sõltub otseseltnende keskkond. Sellise tehnika kasutamisel uuringu käigus on palju eeliseid. Mõnikord on võimalik saada vajalikku teavet keskkonnaseisundi kohta ainult bioindikaatorite põhjal. Raha ja aja kokkuhoid keeruliste füüsikaliste ja keemiliste analüüside jaoks on kindel eelis.
Bioindikaatorid – taimed ja loomad, mis võtavad kokku olulised andmed saasteainete, muutuste kiiruse kohta. Nende abil saate määrata kahjulike ainete kogunemiskoha ja sisenemisviisid, toksiinide toime astme ja raskusastme elusolenditele, sealhulgas inimestele.
Uurimistöö käigus hinnatakse selliste näitajate biotsenoosi. Samas on uurijatele huvitavad nii fauna kui ka taimestiku esindajad. Vaatluste käigus on võimalik hinnata kroonilise kokkupuute astet toksiinidega ka madalatel kontsentratsioonidel. Need mõjutavad loomade siseorganite, sümmeetriliste kehaosade ja nende vahekordade funktsioone ja üldist seisundit.
Tüpoloogia
Bioindikaatorid – taimed ja loomad, kes elavad vees, õhus, pinnases. Sellised organismid võivad olla bakterid või vetikad, aga ka selgrootud, nagu koorikloomad, ripsloomad, molluskid. Uuringu käigus saab kasutada andmeid kalade ja loomade kohta.
Mulla bioindikaatorid on enamasti looduses kasvavad taimed. Nende seisundi järgi on võimalik määrata mulla happesust, niiskustaluvust, tihedust ja temperatuuri. Samuti saab teatud taimede välimuse järgi määrata mulla hapnikusisaldust, kogusttoitaineid, aga ka sooli ja raskmetalle.
Okaspuud võivad anda mullateavet aastaringselt. Sel juhul ei kasutata mitte ainult morfoloogilisi näitajaid, vaid ka mitmeid biokeemilisi muutusi. See võimaldab teil saada usaldusväärset teavet. Morfoloogilised märgid on mõnikord varieeruvad.
Nii näiteks võivad tavalised nõgesed näidata, kui palju k altsiumi mullas on. Mõned taimed on gallofiilid. Nad armastavad soolast mulda. Kui nad kasvavad teatud piirkonnas, koloniseerides aktiivselt territooriume, soolatakse maa järk-järgult.
Vee seisundi hindamiseks tehakse uuringuid selliste bioindikaatorite kohta nagu mõnede putukate vastsed, teatud tüüpi vetikad, kõrgemad koorikloomad, helendavad bakterid.
Samblad ja samblikud võivad olla õhu bioindikaatorid. Nende füüsilised omadused on olenev alt kasvutingimustest väga erinevad.
Valikfunktsioonid
Taimede ja loomade bioindikaatorid valitakse uurimistööks kindla põhimõtte järgi. Selle sõnastas üks kuulsamaid Ameerika ökolooge Yu. Odum. Ta teeb ettepaneku võtta bioindikaatorite valikul arvesse järgmisi väiteid:
- Elusorganismidel on stenotoopilisi ja eurütoopseid liike. Esimesed on võimelised elama ainult teatud tingimustel, seega on nende ulatus piiratud. Eurütoopilised liigid on looduses lai alt levinud, neil on ökoloogiline vastupidavus. Seetõttu sobivad need uurimistööks vähem kui stenotoopilised liigid.
- Suuremat tüüpi bioindikaatoreid uuritakse sagedamini kui väikseid. Seda seletatakse biotsenoosi käibekiirusega. Väikestes liikides on see kõrgem, mistõttu ei pruugi nad uuringu ajal valimisse sattuda, eriti pikaajalise analüüsi käigus.
- Liigi või nende rühma valimiseks uurimiseks on vaja katse- ja väliteavet teatud teguri piirväärtuste kohta. Samas arvestatakse bioindikaatori võimalikke kompenseerivaid reaktsioone, liigitaluvust.
- Erinevate populatsioonide, liikide või koosluste osakaal on pigem indikatiivne ja seetõttu kasutatakse seda usaldusväärse näitajana. Ainult üks liik ei suuda keskkonnamuutuste ulatust täielikult edasi anda. Selliseid muudatusi tuleb käsitleda tervikuna, mitte ainult ühes suunas.
Samuti väärib märkimist, et parimad bioindikaatorid on liigid, mis annavad kohese vastuse, ja ka esitatava teabe usaldusväärsuse. Viga ei tohiks ületada 20%. Samuti peaks selliste bioindikaatorite abil olema vajalikku infot lihtne hankida. Liik peab looduses pidev alt viibima, et uurija saaks igal ajal tema seisundit hinnata.
Sordid
Bioindikaatoreid on erinevat tüüpi ja tüüpi. Kõik sellisteks uuringuteks sobivad elusorganismid võib jagada kahte rühma:
- Registreerimine.
- Akumulatiivne.
Esimesel juhul reageerivad elusorganismid muutustele keskkonnas muutudesrahvastiku suurus. Need võivad muuta ka fenotüüpi, somaatilisi häireid või koekahjustusi. Võib ilmneda mitmesugused deformatsioonid, kasvukiirus muutub. Võib esineda ka muid hästi nähtavaid märke.
Näiteks registreerivad bioindikaatorid samblikud, okkad. Neile ilmuvad nekroos, kloroos, kuivus. Bioindikaatorite registreerimine ei võimalda alati tuvastada toimunud muutuste põhjuseid. Sel juhul on vaja täiendavaid uuringuid, et teha kindlaks, miks on muutunud populatsioon, lõplik välimus, levik looduses jne. Sellised muutused võivad olla erinevate protsesside tagajärg.
Organismid-bioindikaatorid võivad olla akumulatiivset tüüpi. Nad koondavad toksiine, saastet oma keha sees, erinevatesse kudedesse, kehaosadesse või elunditesse. Uuringu käigus määratakse pärast keemilist analüüsi keskkonna saastatuse aste. Näiteks vähkide, putukate vastsete, aga ka mõnede imetajate elundite (aju, neerud, põrn, maks jne) kestad, samblad võivad olla akumulatiivsed bioindikaatorid.
Elusorganismid reageerivad koheselt kogu keskkonda sattunud kahjulike ainete kompleksile. Seetõttu ei võimalda selline tehnika ühe toksiini täpset kontsentratsiooni määrata. Kuid samas võimaldab bioindikatsiooni kasutamise eelis täpselt määrata, kuidas, kui palju reostus elanikkonda mõjutab.
Testi organismid
Testi organism võib olla keskkonna bioindikaator. Need on taimestiku või loomastiku esindajad, mida kasutatakse laboris keskkonnatingimuste kvaliteedikontrolli käigus. Nad viivad läbi asjakohaseid katseid. See võib olla näiteks üherakuline, algloom, lülijalgsed. Katseorganismideks võivad olla ka sellised taimed nagu samblad või õistaimed.
Selliste organismide peamine omadus on võimalus saada kultuure geneetiliselt homogeensetest taimedest või loomadest. Sel juhul võrreldakse prototüüpi kontrolliga. See võimaldab saada usaldusväärset teavet häiriva teguri kohta. Vastasel juhul ei ole üksikisikute tavapäraste individuaalsete erinevuste tõttu võimalik usaldusväärset tulemust saada.
Analüüsimeetodid
Bioindikaatoreid ja nende keskkonna saastumist uuritakse võrdlusanalüüsiga kontrollprooviga. Sellele võib olla erinevaid lähenemisviise.
Esimene meetod hõlmab vastavate omaduste võrdlemist väljaspool mõjupiirkonda. Nii võrreldakse näiteks tööstussaaste tsoonis kasvatatud taimi põllukultuuridega, mis kasvasid väljaspool inimtekkelise mõju piirkonda.
Teine meetod hõlmab proovi võrdlemist katse tulemustega. Üks osa katsetaimedest puutub laboritingimustes kokku saastunud õhu, pinnase, veega ja teine osa - puhta söötmega.
Kolmanda meetodi kasutamisel kasutatakse võrdluseks ajaloolisi standardeid. See oleks kasulik näiteks siis, kuiEuroopa stepi uurimine. Tänaseks on see ökosüsteem oma esialgse välimuse praktiliselt kaotanud. Seda võrreldakse sellega, kuidas stepp välja nägi minevikus.
Neljas tehnika kasutab kontrolli. See on teatud tüüpi sõltuvus, millest kõrvalekaldumist peetakse rikkumiseks. Näiteks häireteta liigikoosluste jaoks koostatakse vastav graafik. Kui täheldatakse kõrvalekaldeid, on see kahe kõvera võrdlemisel kohe märgatav.
Bioindikatsioonimeetodid
Looduses leiduvaid bioindikaatoreid uuritakse vastava keskkonnaseire abil. Seda tehakse nii mikro- kui ka makrotasandil. Bioindikatiivsed uuringud võivad olla biotsenootilised ja liigilised. Teisel juhul uuritakse organismi esinemist keskkonnas ja selle esinemise sagedust. Samuti saab uurida bioindikaatori füsioloogilisi, biokeemilisi, anatoomilisi ja morfoloogilisi omadusi.
Biotsenootilise uuringu käigus võetakse asjakohaste näitajate süsteemi abil arvesse liikide mitmekesisust, aga ka koosluse produktiivsust.
Vastav alt erinevate tegurite mõjule süsteemile võib bioindikatsiooni monitooring olla spetsiifiline ja mittespetsiifiline. Nad uurivad liikide reaktsioone reostuse, toksiinide ilmnemisele nende elupaigas. Mittespetsiifilise bioindikatsiooni korral võivad sama reaktsiooni põhjustada erinevad tegurid. Kui ilmnevad muutused on tingitud ainult ühe teguri mõjust, räägime konkreetsest näidustusest.
Nii näiteks okaspuud ja samblikudoskavad anda teavet piirkonna õhu puhtuse, tööstusliku saaste olemasolu kohta nende elupaikades. Muldades elavate taime- ja loomaliikide loetelu on eri tüüpi mulla jaoks spetsiifiline. Kui nendes rühmitustes toimuvad muutused, võime rääkida pinnase saastumisest kemikaalidega või selle struktuuri muutumisest inimtegevusest.
Tänapäeval arvatakse, et instrumentaaluuringuid kasutatakse kõige tõhusam alt koos bioindikaatoritega. Selline sümbioos annab kõige täielikuma ja usaldusväärsema teabe rahvastiku seisundi ja ebasoodsate tegurite mõju kohta sellele.
Mulla bioindikatsioon
Bioindikaatoreid kasutades mullareostuse uurimisel on võimalik saada usaldusväärseid tulemusi. Taimed annavad teavet mulla viljakuse kohta. Mulla koostise täielik analüüs nõuab palju aega ja vaeva. Muld loetakse viljakaks, kui sellel kasvavad nõgesed, vaarikad, vereurmarohi, palderjan jne. Need taimed ei ela kehval pinnasel.
Mõõduk alt viljakat mulda annavad välja ingel, kopsurohi, niidu-aruhein jt Väheviljakal pinnasel kasvavad turbasamblad, samblikud, jõhvikad, pohlad.
Lisaks viljakuse näitajale saab mulla koostist määrata ka taimede järgi. Suure lämmastikusisalduse olemasolust annavad tunnistust sellised taimed nagu nisuhein, vaarikad, hane-kinnitiilid, oksarohi jne. Selliste taimede värvus on erkroheline. Kui see on kahvatu, on mullas vähe lämmastikku. Taimedel on hargnemine ja lehtede arv vähenenud.
Mitmed teisedmulla mineraalaineid, happesust ja muid mulla omadusi saab bioindikaatorite abil määrata.
Õhu bioindikatsioon
Bioindikaator on elusorganism, mis muudab oluliselt oma omadusi, kui keskkonnas ilmnevad kõrvalekalded. Nende abiga saate kindlaks teha, kas õhk on saastunud. Fütotsenoosi mõjutavad suuresti saasteained, nagu lämmastikoksiid, vääveldioksiid, süsivesinikud jne.
Taimede vastupidavus sellistele toksiinidele on erinev. Ka väikest kogust õhus leiduvat vääveldioksiidi on samblike abil lihtne määrata. Taimedest võivad seda tüüpi saasteainete suurenenud sisaldust määrata okaspuud.
Nisu, nulg, mais, kuusk, aedmaasikad jne on tundlikud õhus leiduva vesinikfluoriidi, vesinikkloriidi jms sisalduse suhtes.
Vee bioindikatsioon
Vee kvaliteedi kontrollimiseks on bioindikatsioon üks parimaid meetodeid. Erinev alt keemilistest ja füüsikalistest seiremeetoditest on selline lähenemine kõige objektiivsem. Spetsiaalsed seadmed suudavad jälgida ainult teatud tüüpi reostust. Bioindikatsioon annab täielikku teavet ümbritseva veekeskkonna seisundi kohta.
Järelevalve abil saate hinnata, milliste tööpiirkondade jaoks reservuaar sobib. Üks lihtsamaid viise vee bioindikatsiooniks on pärmikultuuride kasutamine. Vedeliku hägususe nefelomeetriline hindamine viiakse läbi. See sõltub pärmi kogusest proovis. Kui vesi pärsib nende arengut, on proov kontrollproovist heledam.
Ka kalad saavadkasutada bioindikaatorina. Nad koguvad oma kehasse toksiine. Tänu sellele on võimalik kalade seisundit visuaalselt hinnata, millised omadused iseloomustavad vett jões või järves.
