Растения индикаторы загрязнения окружающей среды реферат

Обновлено: 30.06.2024

В последнее время весьма актуальными являются наблюдения за изменениями состояния окружающей среды, вызванными антропогенными причинами. Система этих наблюдений и прогнозов составляет суть экологического мониторинга. В этих целях все чаще применяется и используется достаточно эффективный и недорогой способ мониторинга среды – биоиндикация, т.е. использование живых организмов для оценки состояния окружающей среды.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Курсовая Растения и животные.doc

Государственное Общеобразовательное Учреждение

Высшее Профессиональное Образование

Вятский Государственный Университет

Реферат на тему:

Растения и животные – индикаторы загрязнения окружающей среды

Последствия загрязнения окружающей среды отражаются на внешнем виде растений. У растений под влиянием вредных веществ происходит увеличение числа устьиц, толщины кутикулы, густоты опушения, развивается хлороз и некроз листьев, раннее опадание листвы. Некоторые растения наиболее чутко реагируют на характер и степень загрязнения атмосферы. Это означает, что они могут служить живыми индикаторами состояния среды. В настоящее время разработана концепция комплексного экологического мониторинга природной среды, составной частью которого является биологический мониторинг. Индикаторные растения могут использоваться как для выявления отдельных загрязнителей воздуха, так и для оценки качественного состояния природной среды. Обнаружив по состоянию растений присутствие в воздухе специфических загрязнителей, приступают к измерению количества этих веществ различными методами, например, испытанием растений в лабораторных условиях.

Весь комплекс экологических факторов (температура воздуха и почвы, влагообеспеченность, рН среды, загрязнение почв и воздуха металлами) сказывается на биосинтезе пигментов, изменяя окраску различных частей растения. Этот биоиндикатор может оказаться наиболее информативным.

Исследования, проведенные на древесных растениях показали, что тяжелые металлы могут накапливаться в растениях, и по их содержанию можно оценить экологическую обстановку территории. Загрязнение медью сказывается на росте растений, цинком – приводит к отмиранию листьев у растений, кобальтом – к ненормальному развитию и т.д. Индикаторами присутствия фтора являются чувствительные растения, накапливающие его и реагирующие на этот фитотоксикант некрозом листьев (гладиолусы, фрезия).

1. Биологические индикаторы

(Б.и.) - организмы, которые реагируют на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения.

При экологическом мониторинге загрязнений использование Б.и. часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как Б.и. реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая , Б.и. своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. На листьях деревьев при загрязнении атмосферы появляются некрозы (отмирающие участки). По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов (например, лишайников) определяется уровень загрязнения атмосферы городов.

При использовании Б.и. важную роль играет способность некоторых видов аккумулировать загрязняющие вещества. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС были зафиксированы в Швеции при анализе лишайников. Сигнализировать о повышенном содержании бария и стронция в окружающей среде могут береза и осина неестественно зеленым цветом листьев. Аналогично в ареале рассеяния урана вокруг месторождений лепестки иван-чая становятся белыми (в норме - розовые), у голубики темно-синие плоды приобретают белый цвет и т. д.

Для выявления разных загрязняющих веществ используются разные виды Б.и.: для общего загрязнения - лишайники и мхи, для загрязнения тяжелыми металлами - слива и фасоль, диоксидом серы - ель и люцерна, аммиаком - подсолнечник, сероводородом - шпинат и горох, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) - недотрога и др.

Используются и так называемые - растения-индикаторы, высаженные на грядках, помещенные в вегетационные сосуды или в специальных коробочках (в последнем случае используют мхи, коробочки с которыми называются бриометрами). устанавливают в наиболее загрязненных частях города.

При оценке загрязнения водных экосистем в качестве Б.и. могут использоваться высшие растения или микроскопические водоросли, организмы зоопланктона (инфузории-туфельки) и зообентоса (моллюски и др.). В средней полосе России в водоемах при загрязнении воды разрастаются роголистник, рдест плавающий, ряски, а в чистой воде - водокрас лягушачий и сальвиния.

С помощью Б.и. можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. В этом случае как Б.и. чаще всего используется весь состав фитоценоза. Каждый вид растений имеет определенные пределы распространения (толерантности) по каждому фактору среды, и потому сам факт их совместного произрастания позволяет достаточно полно оценивать экологические факторы.

Широкое распространение получило использование деревьев как Б.и. изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца. Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий.

1.2 Биологический контроль окружающей среды

Биологический контроль окружающей среды включает две основные группы методов: биоиндикацию и биотестирование. Применение в качестве биоиндикаторов растений, животных и даже микроорганизмов позволяет проводить биомониторинг воздуха, воды и почвы.

Биоиндикация (bioindication) – обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов непосредственно в среде их обитания. Биологические индикаторы обладают признаками, свойственными системе или процессу, на основании которых производится качественная или количественная оценка тенденций изменений, определение или оценочная классификация состояния экологических систем, процесса и явлений. В настоящее время можно считать общепринятым, что основным индикатором устойчивого развития в конечном итоге является качество среды обитания.

Биотестирование (bioassay) – процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо то того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Для оценки параметров среды используются стандартизованные реакции живих организмов (отдельных органов, тканей, клеток или молекул) В организме, пребывающем контрольное время в условиях загрязнения, происходят изменения физиологических, биохимических, генетических, морфологических или иммунных систем. Объект извлекается из среды обитания, и в лабораторных условиях проводится необходимый анализ.

Хотя подходы очень близки по конечной цели исследований, надо помнить, что биотестирование осуществляется на уровне молекулы, клетки или организма и характеризует возможные последствия загрязнения окружающей среды для биоты, а биоиндикация – а уровне организма, популяции и сообщества и характеризует, как правило, результат загрязнения. Живые объекты – открытые системы, через которые идёт поток энергии и круговорот веществ. Все они в той или иной мере пригодны для целей биомониторинга.

Контроль качества окружающей среды с использованием биологических объектов в последние десятилетия оформился как актуальное научно-прикладное направление. При этом необходимо отметить дефицит учебной литературы по этим вопросам и большую потребность в ней.

1.3 Принципы организации биологического мониторинга

Под экологическим качеством среды обитания человека понимают интегральную характеристику природной среды, обеспечивающую сохранение здоровья и комфортное проживание человека.

Необходимо различать цели и способы нормирования и оценки качества среды обитания человека по основным физико-химическим параметрам, с одной стороны, и экологического прогноза будущего изменения состояния экосистемы и здоровья людей в условиях антропогенного пресса — с другой.

Для общей оценки состояния окружающей среды и определения доли участия отдельных источников в ее загрязнении применяют санитарно-гигиенические и токсикологические нормативы (предельно допустимые концентрации — ПДК — поллютантов, предельно допустимые уровни воздействия — ПДУ). Однако для прогноза результатов влияния антропогенных факторов как на экосистемы, так и на здоровье людей необходимо учитывать так же и многие показатели, характеризующие реакцию отдельных организмов и экосистемы в целом на техногенное воздействие.

Антропогенные загрязнения действуют на живые организмы, и в том числе на человека, в самых различных сочетаниях, комплексно. Их интегральное влияние можно оценить только по реакции живых организмов или целых сообществ. Прогноз действия на человека загрязненной воды, химических добавок в пище или за грязненного воздуха правомочен, если в оценку токсичности входят не только аналитические методы, но и биологическая диагностика действия среды на животных. Кроме того, многие ксенобиотики (чуждые для биосферы вещества) накапливаются в организме, и в результате длительное воздействие даже малых концентраций этих веществ вызывает патологические изменения в организме. Наконец, известен парадоксальный эффект малых доз многих биологически активных соединений, когда сверхслабые дозы (ниже ПДК) оказывают на организм более сильное действие, чем их средние дозы и концентрации.

В биологии под стрессом понимается реакция биологической системы на экстремальные факторы среды (стрессоры), которые могут в зависимости от силы, интенсивности, момента и продолжительности воздействия более или менее сильно влиять на систему.

Стрессовое воздействие среды приводит к отклонению основных параметров организма от оптимального уровня.

В настоящее время оценка степени экологической опасности традиционно осуществляется путем определения в окружающей среде отдельных потенциально вредных веществ или воздействий и сравнения полученных результатов с законодательно установленными для них предельно допустимыми величинами.

Объектами мониторинга являются биологические системы и факторы, воздействующие на них. При этом желательна одновременная регистрация антропогенного воздействия на экосистему и биологического отклика на воздействие по всей совокупности показателей живых систем.

Основополагающим принципом биологического мониторинга является установление оптимального — контрольного — уровня, любые отклонения от которого свидетельствуют о стрессовом воз действии. Обычно при оценке оптимума по какому-либо одному параметру возникает вопрос о том, будут ли данные условия оптимальными также для других характеристик организма. Однако если исследуемые параметры характеризуют основные свойства организма в целом, то их оптимальный уровень оказывается сходным. Например, столь разные и, казалось бы, совершенно независимые параметры, как асимметрия морфологических признаков, показатели крови, интенсивность потребления кислорода, ритмика роста и частота хромосомных аберраций, могут изменяться синхронно, когда при определенном стрессовом воздействии в действительности изменяется наиболее общая базовая характеристика организма — гомеостаз развития.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №4

Имени Героя Советского Союза И.С.Хоменко

Авторы: Кучеренко Ольга

Учитель биологии МОУ СОШ №4

1.1 Растения-индикаторы избытка или недостатка веществ…….…. стр.4

1.2 Индикаторы кислотности почв………………………………………………………стр.5

1.3 Растения-индикаторы дефицита или избытка химических элементов в почве. стр.6-8

1.4 Растения-индикаторы месторождения полезных ископаемых…………………стр.9-10

Актуальность:

С детства мы помним сказки и легенды о богатствах, скрытых в толще земли, и о растениях, помогающих до них добраться. Нам стало очень интересно узнать о таких растениях и как они помогают. И действительно оказывается, что растения способны указать на рудные месторождения, залежи драгоценных металлов, нефти, для металлургической промышленности. Иногда выгоднее организовать добычу редких металлов, извлекая их из золы растений, чем добывать их на традиционных рудоперерабатывающих предприятиях. Другие — внешним видом сигнализируют — не проходите мимо, здесь что-то есть или нам нужна помощь!

Новизна выбранной темы:

Растения, чутко реагируют на изменения условий окружающей среды и помогают обнаружить богатства земных недр. В современном мире возникла даже наука - "индикационная геоботаника"

Растения-индикаторы являются показателями вредных веществ в окружающей среде. Растения-индикаторы помогают геологам найти залежи полезных ископаемых в почве.

Объект: Растения

Предмет изучения: растения как индикаторы изменения условий окружающей среды

Цель: Выявление способности растений показывать наличие или отсутствие определенных веществ в почве.

1.Изучить литературу по данной теме

2. Проанализировать данные источники

3.Выявить растения-индикаторы на наличие определенных микроэлементов и веществ в почве

5.Составить список растений- индикаторов почвы

Растения-индикаторы избытка или недостатка веществ

Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Им отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках. Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени ее плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов. Умение увидеть и прочитать ту информацию, которой обладают растения, помогает найти уран и золото, узнать новое об окружающей природе, иногда даже спасти жизнь.

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 по сравнению с видами, существующими при значительных изменениях или в различных условиях окружающей среды. Численные соотношения различных видов и популяций часто служат лучшим индикатором, чем численность одного вида, так как целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий. Это особенно явственно проявляется при поисках биологических индикаторов разных типов загрязнения.

С помощью растений намного дешевле и проще следить за состоянием окружающей среды. При экологическом мониторинге загрязнений использование индикаторных растений часто дает более ценную информацию, чем оценка загрязнения

Индикаторы кислотности почв

Одним из главных характеристик почвы является ее кислотность. Кислотность почвы — это свойство почвы, обусловленное наличием ионов водорода, находящихся в ней. Ее

можно выразить при помощи рН — показателя активности ионов водорода.

В соответствии с величиной рН различают почвы; сильнокислые — рН среднекислые — рН слабокислые — рН —-5,1-5,5, близкие к нейтральным — рН 5,6-7,0, щелочные — рН > 7,0. Кислую реакцию имеют болотные, дерново-подзолистые и серые лесные почвы, нейтральную — черноземные почвы, щелочную — каштановые почвы и сероземы, сильнощелочную — солонцы.

Но не у каждого есть возможность провести такой эксперимент, тогда на помощь приходят сами обитатели земли — на реакцию почвы укажут растения-индикаторы.

Пупавка полевая, Мята полевая (рис. 1) , Черника, Эрика, Бухарник, Щавель кислый (3), Азалия Симса, Щавель конский, Лютик ползучий, Хвощ луговой (рис.2) (1).

Нейтральный или слабокислые

Клевер ползучий (рис.3), Редька дикая, Пырей ползучий, Ромашка лекарственная (рис. 4) (1).

Люцерна посевная, Льнянка, Фиалка одноцветковая (3), Вьюнок полевой (рис. 5), Лебеда раскидистая, Подорожник ланцетный (рис.6) (1)

Актуальность исследования заключается в том, что по окраске растений и её интенсивности возможно определить наличие избытка кислот или щелочей в атмосферном воздухе и почве.

Целью исследования является изучение возможности получения веществ, являющихся кислотно – основными индикаторами из растительного сырья и применение их для определения кислотности почв, при отсутствии специального оборудования.

Проблема исследования: мы предположили, что отвары растительного сырья возможно использовать на занятиях по химии, при проведении химических экспериментов.

Гипотеза исследования: существуют растения, в листьях и цветках которых содержатся вещества, реагирующие на изменение кислотности среды. Растения-индикаторы являются показателями вредных веществ в окружающей среде.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования:

1. изучить понятие об индикаторах;

2. ознакомиться с их открытием и выполняемыми функциями;

3. научиться выделять индикаторы из природных объектов;

4. исследовать действие природных индикаторов в различных средах;

Предмет исследования – растворы растительных индикаторов.

Практическая значимость работы: полученные результаты дают возможность экспресс - определения примерной величины рН в полевых условиях при отсутствии специального оборудования. Информацию, полученную в этой работе можно использовать как на занятиях химии, так и на занятиях биологии. Эта работа полезна и в узко прикладном направлении, например, в домашнем хозяйстве и на даче, когда потребуется привести в порядок одежду или определить кислотность почвы на участке, что определяет урожайность плодов и ягод.

Вложение	Размер
maltseva-tekst_raboty.docx	52.63 КБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

г. Тарко-Сале Пуровского района

Растения как индикаторы состояния окружающей среды

Муниципального бюджетного образовательного учреждения

Мальцевой Екатериной Дмитриевной

Научный руководитель- Латипова Лиана Фларисовна

педагог дополнительного образования

Литературный обзор. Природные индикаторы……………..

Красящие вещества в составе природных индикаторов – растительные пигменты………………………………………

Растения-индикаторы избытка или недостатка веществ….

Индикаторы кислотности почв………………………………

Механизм действия индикатора …………………………….

Объекты и методы исследования……………………………

Исследование растительных индикаторов в различной кислотности среды……………………………………………

Определение кислотности почв…………………………….

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования:

1. изучить понятие об индикаторах;

2. ознакомиться с их открытием и выполняемыми функциями;

3. научиться выделять индикаторы из природных объектов;

4. исследовать действие природных индикаторов в различных средах;

Предмет исследования – растворы растительных индикаторов.

Глава 1. Основная часть

Известен следующий исторический факт:

Индикаторы (от лат. Indicator –указатель) – вещества, позволяющие следить за составом среды или за протеканием химической реакции. На сегодняшний день в химии известно большое количество различных индикаторов как химических, так и природных.

С древности люди уделяли большое внимание наблюдениям за природой. И в наше время учение многих стран все больше и больше стали обращаться к природным индикаторам. Пигменты многих растений способны изменять цвет в зависимости от кислотности клеточного сока. Поэтому растительные пигменты являются индикаторами, которые можно применять для исследования кислотности других растворов. Общее название природных пигментов флавониды [Зепп Хольцер, 1999 г.]. В эту группу входят антоцианы они придают фиолетовый, синий, коричневый, красный или оранжевый цвета плодам. Такое многообразие объясняется тем, что цвет изменяется в зависимости от баланса кислот и щелочей [6]. Известно большое количество объектов, богатыми антоцианами. Это малина, земляника, вишня, клюква и многие другие. Строение антоцианов установлено в 1913 году немецким биохимиком Рихардом Вильштеттером. Первый химический синтез осуществлен в 1928 году английским химиком Р. Робинсоном. Антоцианы обладают хорошими индикаторными свойствами: в нейтральной среде приобретают пурпурную окраску, в кислой среде – красный цвет, в щелочной среде – зелено-желтый цвет.

Красящие вещества в составе природных индикаторов – растительные пигменты

Пигменты - органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их. Расположены пигменты в хлоропластах и хромопластах.

Накапливаются пигменты главным образом в корнях, цветках, кожуре плодов и в листьях растений.

Все пигменты можно разделить на три группы - хлорофиллы, каротиноиды, антоцианы.

Хлорофилл определяет зеленую окраску листьев. Без этого изумрудного пигмента невозможна жизнь на планете, так как он осуществляет фотосинтез. Спутниками хлорофилла являются каротиноиды, которые определяют желтое, оранжевое и красное окрашивание. Третья группа пигментов - антоцианы, которые определяют практически все краски растений - от оранжевой и красной до синей [7].

Антоцианы – это пигментные вещества. Именно они окрашивают в фиолетовый, синий, и темно-красный цвета листву и плоды многих растений. В очень небольшом количестве антоцианы присутствуют даже в тех растениях, цвет которых далек от фиолетового и красного. Например, в грушах, бананах и картофеле тоже есть этот природный пигмент. Но лидерами по содержанию антоцианов являются ягоды: ежевика, черника, голубика, бузина, клюква, черноплодная рябина, ирга.

Растения-индикаторы избытка или недостатка веществ

Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени ее плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов.

Одним из главных характеристик почвы является ее кислотность. Кислотность почвы — это свойство почвы, обусловленное наличием ионов водорода, находящихся в ней.

В химии применяется набор специальных веществ — индикаторов, изменяющих под влиянием увеличения или уменьшения концентрации водородных и гидроксильных ионов окраску раствора, в который их добавляют. Но не у каждого есть возможность провести такой эксперимент, тогда на помощь приходят сами обитатели земли — на реакцию почвы укажут растения-индикаторы [ПРИЛОЖЕНИЕ № 3, рис. 17].

1.5 Механизм действия индикатора

Любой индикатор действует по определенному механизму. В основе лежит изменение концентрации ионов водорода, определяемое как водородный показатель.

Среду любого раствора можно охарактеризовать содержанием ионов водорода Н + или ОН - Водные растворы могут иметь нейтральную, щелочную или кислотную среды [9].

Нейтральная среда - это среда, в которой число ионов водорода равно числу гидроксид-ионов. Например, среда чистой воды нейтральная, т.к. число ионов водорода Н + равно числу гидроксид - ионов ОН -

Кислотная среда – это среда, в которой число ионов водорода больше числа гидроксид-ионов. Например, все кислоты в растворе создают кислотную среду, т.к. при диссоциации они отщепляют ионы водорода Н +

Щелочная среда – это среда, в которой число ионов водорода меньше числа гидроксид-ионов. Например, щелочную среду в растворе создают все растворимые основания, т.к. при диссоциации они отщепляют гидроксид-ионы.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Объекты и методы исследования

Изучив литературу по теме исследования, в качестве объектов были выбраны: брусника, мандарин (корки), лавровый лист, укроп (отвар), чай (листовой), черная смородина, луковая шелуха, фиолетовые фиалки, вишня, виноград зеленый, черника, чеснок (отвар шелухи), морковь, свекла, капуста белокочанная, лук фиолетовый, почва №1 (куплена в магазине), почва №2 (отобрана на участке, ул. Бесединой, г. Тарко-Сале).

2.2 Исследование растительных индикаторов в различной кислотности среды

Для приготовления индикаторов из растительного сырья рекомендуется использовать окрашенные растения или их части. Выбор растительного материала для приготовления индикаторов неограничен. Научная литература предлагает следующую методику приготовления растительных индикаторов [10]:

Навеску растительного сырья, поместить в химический стакан, залить дистиллированной водой и кипятить в течении 10-15 минут. Экстракт охладить и отфильтровать.

Изучение возможного изменения цвета проводится добавлением 1-3 капель приготовленных экстрактов в растворы разной кислотности среды (нейтральная, кислая, щелочная).

В таблице [ПРИЛОЖЕНИЕ № 1] фиксировалось изменение цвета растительного сырья в нейтральной, кислой и щелочной среде.

2.3 Определение кислотности почв

Как мы уже говорили ранее, одним из главных характеристик почвы является ее кислотность. Экстракты растений лучше всяких химикатов могут быть показателями pH среды.

Что бы определить pH почвы, не обязательно иметь специальное оборудование, провести анализ почвы мы можем у себя на участке. Существуют такие растения пигмент которых меняет свой цвет в зависимости от того в какой среде он находится.

Что бы провести этот эксперимент нам необходимы:

1. Экстракт брусники;

2. Почва №1 (куплена в магазине);

3. Почва №2 (отобрана по ул. Бесединой, г.Тарко-Сале).

При добавлении экстракта брусники на почву №1, раствор приобрёл светло-розовый цвет. Это свидетельствует о том, что среда почвы кислая.

При добавлении экстракта брусники на почву №2, раствор приобрёл зеленый цвет. Это свидетельствует о том, что среда почвы щелочная, из-за присутствия в ней песка.

Фотографии опытов представлены в приложении №2, №3 (рис. 2 - рис. 18)

На основании литературных источников и полученных данных, представленных в таблице можно сделать выводы:

пигменты растений могут использоваться в качестве индикаторов;
опытным путем определены растения, обладающие свойствами кислотно-основных индикаторов, способных изменять свою окраску в зависимости от среды, в которую они попадают;
изготовлены растворы растительных индикаторов;
без применения специального оборудования можно выявить уровень кислотности почв дома или на участке;
не все растения могут быть использованы в качестве индикаторов кислотности среды;
среди растений, имеющих изначально яркую окраску, наиболее подходящими среди исследованных нами являются черная смородины, черника, фиолетовые фиалки, брусника, вишня. Экстракты этих растений имеют различную окраску в кислой и щелочной среде. Их и можно рекомендовать в качестве природных индикаторов.

1. Алексеев В.Н. Индикаторы – М.: Просвещение 2000г.

2. Ветчинский К.М. Растительный индикатор. М.: Просвещение, 2002.

4. Зепп Хольцер. Природные индикаторы. Характеристика и классификация. 1999г

5. Бейтс Р., Определение Рн. Теория и практика, пер. с англ., 2 изд., Л., 1998г

6.Винокуров Н.Ф., Трушин В.В. Значение Ph растворах различной кислотности – М.: Просвещения 1998г.

7. Т. В. Каршина г. Саратов Растительные пигменты антоцианы, индикаторные свойства антоцианов. Химия в школе №8 2002 года.

Растениями-индикаторами называют растения, тесно связанные с определенными экологическими условиями. По их присутствию узнают о содержании определенных микроэлементов и веществ. На изменения окружающей среды растения-индикаторы реагируют изменением внешнего вида и химического состава; количество их может резко возрасти или, наоборот, уменьшиться. Растениями-индикаторами пользуются при оценке механического и химического состава почвы, в поисках пресных вод в пустыне и при разведке полезных ископаемых. Им отводится важная роль в индикационной геоботанике, экологии, физиологии и биохимии растений, биогеографии, геологии, геохимии, гидрогеологии и других науках.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………. 3
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………….4
1.1 Общая характеристика растений индикаторов……………………….4
1.2 Индикаторы почвенного плодородия…………………………………….10
1.3 Индикаторы месторождений полезных ископаемых……………………13
1.4 Индикаторы грунтовых вод………………………………………………14

Файлы: 1 файл

Министерство образования республики БеларусьР.docx

1.1 Общая характеристика растений индикаторов………………………. 4

1.2 Индикаторы почвенного плодородия…………………………………….10

1.3 Индикаторы месторождений полезных ископаемых……………………13

1.4 Индикаторы грунтовых вод………………………………………………14

Видовой состав растений свидетельствует о кислотности почвы, степени ее плодородия, наличии или нехватке тех или иных химических элементов. Растения способны указать на рудные месторождения для металлургической промышленности, залежи драгоценных металлов, нефти. Некоторые из них в своих органах аккумулируют редкие металлы, повышая их концентрацию в сотни и тысячи раз больше по сравнению с их содержанием в почве. Иногда оказывается выгоднее организовать добычу редких металлов, извлекая их из золы растений, чем добывать их на традиционных рудоперерабатывающих предприятиях.

Растения — помощники геологов указывают на подземные залежи полезных ископаемых на глубинах до 20-50 м.По состоянию растения, внешнему виду листьев и других органов можно достаточно точно определить состав почвы, наличие в ней питательных веществ. Для нормального роста и плодоношения растениям нужны свет, вода, питательные элементы. Если же их не хватает, то растение сразу же сообщает нам об этом. Умение услышать, точнее, увидеть, что именно говорят нам растения, позволяет вовремя прийти к ним на помощь. Взамен они отблагодарят нас прекраснейшими цветами или вкуснейшими плодами. 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 по сравнению с видами, существующими при значительных изменениях или в различных условиях окружающей среды. Численные соотношения различных видов и популяций часто служат лучшим индикатором, чем численность одного вида, так как целое лучше, чем часть, отражает общую сумму условий. Это особенно явственно проявляется при поисках биологических индикаторов разных типов загрязнения.

1.1 Общая характеристика растений индикаторов

Возможности оценки среды по растительности изучаются специальным разделом ботаники - индикационной геоботаникой. Ее основной метод - использование экологических шкал, т. е. специальных таблиц, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. В России экологические шкалы были составлены Л. Г. Раменским. Широкое распространение получило использование деревьев как Б.и. изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца.

Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий. Общие принципы использования биоиндикаторов. Биоиндикаторы (от био и лат. indico — указываю, определяю) — организмы, присутствие, количество или особенности развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Их индикаторная значимость определяется экологической толерантностью биологической системы. Биологическая система реагирует на воздействие среды в целом, а не только на отдельные факторы, причем амплитуда колебаний физиологической толерантности модифицируется внутренним состоянием системы — условиями питания, возрастом, генетически контролируемой устойчивостью.

Многолетний опыт ученых разных стран по контролю состояния окружающей среды показал преимущества, которыми обладают живые индикаторы:

в условиях хронических антропогенных нагрузок могут реагировать даже на относительно слабые воздействия вследствие кумулятивного эффекта; реакции проявляются при накоплении не которых критических значений суммарных дозовых нагрузок;
суммируют влияние всех без исключения биологически важных воздействий и отражают состояние окружающей среды в целом, включая ее загрязнение и другие антропогенные изменения;
исключают необходимость регистрации химических и физических параметров, характеризующих состояние окружающей среды;
фиксируют скорость происходящих изменений;
вскрывают тенденции развития природной среды;
указывают пути и места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений и ядов, возможные пути их попадания в пищу человека;
позволяют судить о степени вредности любых синтезируемых человеком веществ для живой природы и для него самого, при чем дают возможность контролировать их действие.

Выделяют две формы отклика живых организмов, используемых в целях биоиндикации, — специфическую и неспецифическую. В первом случае происходящие изменения связаны с действием одного какого-либо фактора. При неспецифической биоиндикации различные антропогенные факторы вызывают одинаковые реакции.

Идеальный биологический индикатор должен удовлетворять ряду требований:

Ответная реакция биоиндикатора на определенное физическое или химическое воздействие должна быть четко выражена, т.е. специфична, легко регистрироваться визуально или с помощью приборов. Для биоиндикации необходимо выбирать наиболее чувствительные сообщества, характеризующиеся максимальными скоростью отклика и выраженностью параметров. Например, в водных эко системах наиболее чувствительными являются планктонные сообщества, которые быстро реагируют на изменение среды благо даря короткому жизненному циклу и высокой скорости воспроизводства. Бентосные сообщества, где организмы имеют достаточно длинный жизненный цикл, более консервативны: перестройки происходят в них при длительном хроническом загрязнении, приводящем к необратимости процессов. К методам биоиндикации, которые можно применять при ис- следовании экосистемы, относится выявление в изучаемой зоне редких и исчезающих видов. Список таких организмов, по сути, является набором индикаторных видов, наиболее чувствительных к антропогенному воздействию.

С помощью растений можно проводить биоиндикацию всех природных сред. Индикаторные растения используются при оценке механического и кислотного состава почв, их плодородия, увлажнения и засоления, степени минерализации грунтовых вод и степени загрязнения атмосферного воздуха газообразными соединениями, а также при выявлении трофических свойств водоемов и степени их загрязнения поллютантами. Например, на содержание в почве свинца указывают виды овсяницы (Festuca ovina и др.), полевицы (Agrostis tenuis и др.); цинка — виды фиалки (Viola tricolor и др.), ярутки (Tlaspi alpestre и др.); меди и кобальта — смолевки (Silene vulgaris и др.), многие злаки и мхи. Чувствительные фитоиндикаторы указывают на присутствие загрязняющего вещества в воздухе или почве ранними морфологическими реакциями — изменением окраски листьев (появление хлорозов; желтая, бурая или бронзовая окраска), различной фор мы некрозами, преждевременным увяданием и опаданием листвы. У многолетних растений загрязняющие вещества вызывают изменение размеров, формы, количества органов, направления роста побегов или изменение плодовитости. Подобные реакции обычно неспецифичны.

Б. В. Виноградов классифицировал индикаторные признаки растений как флористические, физиологические, морфологические к фитоценотические. Флористическими признаками являются различия состава растительности изучаемых участков, сформировавшиеся вследствие определенных экологических условий. Индикаторное значение имеет как присутствие, так и отсутствие вида. К физиологическим признакам относятся особенности обмена веществ растений, к анатомо-морфологическим признакам — особенности внутреннего и внешнего строения, различного рода аномалии развития и новообразования, к фитоценотическим при знакам – особенности структуры растительного покрова: обилие и рассеянность видов растений, ярусность, мозаичность, степень сомкнутости. Очень часто в целях биоиндикации используются различные аномалии роста и развития растения — отклонения от общих закономерностей. Ученые систематизировали их в три основные группы, связанные: (1) с торможением или стимулированием нормального роста (карликовость и гигантизм); (2) с деформациями стеблей, листьев, корней, плодов, цветков и соцветий; (3) с возникновением новообразований (к этой группе аномалий роста относятся также опухоли).

Гигантизм и карликовость многие исследователи считают уродствами. Например, избыток в почве меди вдвое уменьшает размеры калифорнийского мака, а избыток свинца приводит к карликовости смолевки.

В целях биоиндикации представляют интерес следующие де формации растений:

Читайте также: