Составить общую схему регионального мониторинга территории для проведения природоохранных мероприятий (например, создания парковой зоны или заказника).
1 Выбор участков удовлетворяющие целям мониторинга для природоохранных мероприятий
2 Полевые работы включающие комплексное обследование территории. Методами: закладка пробных площадей с геоботаническим описанием для выявления видов эндемиков, редких и краснокнижных видов. Проведение учета животных методами зимних маршрутных учетов (копытные, пушные и т.д.) Отлов насекомых для определения видового состава методами кошения, установление ловчих стаканчиков.
3 Анализ данных. Выводы
Зимний маршрутный учет (далее - ЗМУ) применяется для определения плотности населения и численности охотничьих зверей и птиц на больших территориях. ЗМУ относится к методам комплексного учета, т.е. с его помощью можно одновременно определить численность многих видов зверей и оседлых охотничьих птиц.
В соответствии с этим, процедура учета состоит из двух частей: 1) определение показателя учета А, т.е. непосредственный маршрутный учет и 2) определение пересчетного коэффициента К.
Пересчетный коэффициент может быть определен одним из следующих способов: а) троплением наследов зверей с последующим расчетом средней длины суточного хода, б) сопоставлением показателя учета с плотностью населения животных на пробных площадках; при этом число животных на площадках определяется методом многодневного оклада. Для правильного определения пересчетного коэффициента необходимо использовать всю информацию о средней длине суточного хода животных, полученную различными методами в разные годы в разных регионах.
Составьте схему биологического мониторинг водоема-охладителя атомной станции, в котором наблюдается сильная эвтрофикация, приводящая к засорению фильтров для забора воды.
Для биологической очистки воды в гидротехническом цехе разводят различные породы рыб (черный и белый амур, толстолобик, сазан). Черный амур питается дрейссеной – ракушкой, которая, разрастаясь уменьшает пропускную способность трубопроводов. Толстолобик же поедает фито- и зоопланктон.
Предложите набор экспресс-методов биомониторинга водоема-охладителя атомной станции для принятия решения о мероприятиях по обновлению его видового состава.
Биологический режим водоемов-охладителей является следствием их гидрологического и гидрохимического режимов. Водоем-охладитель, в первую очередь, проектируется для отвода тепла от агрегатов станции, поэтому ведущее значение здесь будет иметь фактор температуры. С повышением температуры биологические процессы пропорционально ускоряются не только на ор-ганизменном уровне, но и на популяционном и биоценотическом.
Большинство гидробионтов - пойкилотерные организмы, однако повышение температуры производит стимулирующее действие на них только до определенного предела. Выше такой границы начинает сказываться неблагоприятное влияние.
Донные животные и их сообщества могут служить хорошими индикаторами воздействия внешней среды, в том числе и антропогенного. Они считаются наиболее перспективным объектом биологического мониторинга пресноводных водоемов, поскольку повсеместно встречаются, обладают высоким обилием, крупными размерами, удобны для сбора и обработки. Многие бен-тосные организмы обладают высокой продолжительностью жизни, поэтому могут отражать среднее биологическое воздействие окружающей среды за длительный период времени.
Сначала нужно выявить источник загрязнения. В нашем случае источник загрязнения атомная станция. Виды загрязнения от атомных станций – радиационное и тепловое. Можно провести дозиметрию (оценку температуры ), а также исследовать динамику видового состава , провести полную оценку биоразнообразия. Здесь можно применять все методы биоиндикации водоема, в том числе сапробность, оценка с помощью макрофитов, оценка выживаемости, оценка содержания кислорода. Для выяснения источника загрязнения также можно провести химический анализ, поскольку в водоеме могут содержаться радионуклиды. Выявили источник загрязнения,исследовали, теперь нужно понять , откуда загрязнение и можно ли его убрать. Здесь нужно проводить меры по минимализации этого источника загрязнения. Таким образом, может произойти самовосстановление экосистемы (водоема). Здесь нужно также проводить все методы биоиндикации водоема, в том числе сапробность, проводить оценку биоразнообразия водоема, сопоставить его с водоемом той же местности, с видовым составом водоема той местности, выяснить, какие организмы , учесть климат. Также, если нет самовосстановления, то нужно производить небольшое вмешательство в экосистему, то есть запускать определенные организмы. Если много фитопланктона, то консументов, но в норме. При этом надо выявить, на каком этапе произошло нарушение и какого фрагмента трофической цепи. Также с учетом того, что радиация может вызывать мутагенные эффекты, актуален генетический подход и соответственно его методы.
К экспресс методам методов биомониторинга водоема-охладителя атомной станции можно отнести методы сапробности и ОЦЕНКА ТРОФИЧНЫХ СВОЙСТВ ВОДОЕМА С ПОМОЩЬЮ МАКРОФИТОВ
Наиболее распространен способ определения сапробности водоема по методу Пантле и Бука. Данный метод позволяет сравнить состояние водоема в разных пунктах, например по продольному профилю реки, и представить результаты в цифровом и графическом виде.
Экологические системы и сообщества организмов испытывают структурные и функциональные перестройки при изменении внешних условий. Изменения происходящие в сообществах макрозообентоса разных водоемов-охладителей при некотором сходстве имеют ряд отличий определяемых типом водоема, гидрологическими параметрами, тепловой нагрузкой и прочими антропогенными воздействиями В проточных водоемах сохраняется естественная для данного региона фауна, претерпевая некоторые изменения в связи с подогревом воды. В более или менее замкнутых водоемах создаются специфические условия для формирования сообществ
Оценка особенностей функционирования водоемов-охладителей должна учитывать две группы факторов: 1) факторы, которые определяют биопродуктивность любых водоемов (морфология, гидролого-гидрохимический режим, широтное расположение, климатические условия) и 2) факторы определяющие формирование и функционирование биоты именно водоемов-охладителей (искусственный температурный режим, потенциальное химическое загрязнение, действие водозаборных сооружений)
В целом, ущерб экосистемам акваторий от теплового и химического загрязнения от действия АЭС можно условно подразделить на несколько категорий: - прямой экологический (перестройка сообществ гидробионтов, изменение видового состава); - экономический (финансовые потери вследствие снижения продуктивности водоемов, затрат на ликвидацию последствий от загрязнения); - социальный (эстетический ущерб, вызванный деградацией ландшафтов)
Область теплового воздействия АЭС можно условно разделить на две зоны: - ближнюю, расположенную непосредственно у водовыпуска отводящего канала, где в основном происходит перемешивание подогретой воды с окружающими массами воды более низкой температуры; - дальнюю: остальную часть акватории, где на процессы перемешивания оказывают влияние ветер и теплоотдача от водной поверхности в атмосферу.
Фитопланктон.
- Планктонные водоросли весьма чувствительны к различным изменениям в водной среде. Их состав служит надежным показателем экологических условий, складывающихся в водоеме-охладителе
- Видовой состав изменяется слабо, но относительная роль диатомовых водорослей может снижаться, а зеленых, пирофитовых и особенно цианобактерий, наиболее устойчивых к подогреву, – возрастать
-нагрев воды при определенных условиях приводит к увеличению концентрации в воде минеральных форм фосфора и азота, что способствует эвтрофированию водоемаохладителя.При этом резко возрастает численный состав водрослей,как типичных представителей фитопланктона.
При появлении в водоеме зоны подогретых вод АЭС в составе сообщества зоопланктона обычно отмечаются следующие тенденции:
-снижение показателей обилия только при увеличении температуры воды на 6-10 оС, и объясняют это угнетающим воздействием перегрева воды в условиях четкой температурной стратификации. При этом рачки уходят из верхних слоев в нижние. Подогрев воды в придонных слоях до 27-28 ºС приводит к сильному снижению численности всех видов, а при 28-30 ºС, вследствие прекращения размножения и гибели, исчезает большинство видов
значительное увеличение температуры (на 6-10 ºС от фоновых показателей), способствует замещению холодолюбивых видов зоопланктона на эвритермные и теплолюбивые в сообществе зоопланктона
повышение температуры воды на 1,5-3,0 ºС от фоновых значений способствует изменению структурных показателей зоопланктона в ответ на искусственный подогрев. Однако эти изменения часто неоднозначны и нестабильны
умеренный подогрев приводит к тому, что в одних случаях продукция зоопланктона повышается, в других понижается, в зависимости от конкретных трофических и других условий. В общем, при изучении биоты водоемовохладителей нередко отмечается следующая тенденция: наибольшие значения численности и биомассы зоопланктона соответствуют зонам умеренного и слабого подогрева
МЕТОД КОТОРЫЙ Я ПРЕДЛАГАЮ
-МЕТОД СОПРОБНОСТИ
Под сапробностью принято понимать степень распада органических веществ в загрязненных водоемах. Сапробионты, или сапробные организмы могут служить индикаторами загрязнения илиразличных степеней разложения органических веществ в водоеме.Распад органики в водоеме приводит к дефициту кислорода и накоплению ядовитых продуктов (углекислоты, сероводорода,органических кислот и др.). Способность организмов обитать в условиях разной степени сапробности объясняется потребностью в органическом питании, устойчивостью к дефициту кислорода ивыносливостью к вредным веществам, образующимся в процессе разложения органического вещества.
Принцип метода сапробных индикаторов основан на взаимосвязи организмов со средой обитания.
Организмы водоема относятся к планктону и бентосу, ряд из них составляет перифитон (обрастания).
- Тест Эйма( его сложно отнести именно к экспресс методам
Суть метода Эймса заключается в регистрации способности испытуемого соединения и (или) его метаболитов индуцировать генные мутации у индикаторных микроорганизмов в системе метаболической активности in vitro. - Метаболитом выступает печень крысы
Бактерии в качестве тест-объектов
Преимущества
1. Легкость культивирования в лабораторных условиях,
2. Короткий жизненный цикл,
3. Возможность работать с большими популяциями клеток (статистика).
4. Разработан широкий арсенал методов, позволяющих изучать летальные и генетические эффекты, а также механизмы биологического действия повреждающих агентов.
Недостатки
1. Не существует надежной количественной связи между способностью повреждающего агента индуцировать мутации у бактерий с развитием повреждений ДНК у животных и человека.
2. Не способны выявлять химические вещества, вызывающие рак не в результате повреждения ДНК, а посредствам других механизмов, которые еще плохо изучены. Несмотря на указанные ограничения, тесты на бактериях в высшей степени пригодны в качестве первичной оценки мутагенных и канцерогенных эффектов, а также при анализе аддитивности, синергизма и антагонизма комбинированных воздействий факторов физической и химической природы.
Также можно предложит различные методы,где Растения выступают в качестве тест-объектов
Преимущества
1. Хорошо изучен генетический аппарат
растительных клеток.
2. Возможность получения репрезентативных
генетически однородных выборок.
3. Низкая частота спонтанных мутаций.
4. Простота учета генетических эффектов.
5. Короткие сроки вегетации.
6. Простота проведения экспериментов.
7. Возможность получения нужных объемов
выборок.
8. Высокая чувствительность.
9. Высокая воспроизводимость результатов.
Недостатки
1. Отсутствие информации о механизмах влияния
на метаболизм растений ксенобиотиков.
2. Прочная целлюлозная оболочка препятствует
проникновению в клетку отдельных химических
веществ.
3. Клетки высших растений содержат больше
цитоплазматической ДНК, чем клетки животных.
АНАФАЗНЫЙ МЕТОД
Заключается в подсчитывании нормальных и аномальных анафаз и телофоз в делящихся клетках.
Вычисляют процент клеток с аберрациями от общего числа клеток, находящихся в этих же фазах деления.
Метод удобен для анализа растений с большим числом хромосом и/или с плохо изученной морфологией.
МЕТАФАЗНЫЙ МЕТОД.
Учет аберраций хромосом в клетках апикальной меристемы растений.
1. Изучение на стадии метафазы.
2. Хромосомы каждого кариотипа обладают постоянством числа, формы и внутренней структуры.
Принцип метода основан на учете образованных хромосомных аберраций в клетках апикальной меристемы растений после обработки семян мутагенами.
Учет аберраций хромосом в клетках корневой меристемы растений:
- Готовятся «давленные» препараты из апикальной меристемы и окрашиваются ацетоорсеином
(ацетокармином).
- В каждом препарате анализируются все метафазы.
- Учитывается долю клеток с аберрациями хромосом.
