4. Діапазон похибки в порівнянні  з іншими методами тестування не більше 20 % . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РОЗДІЛ 2 ЛІХЕНОІНДИКАЦІЯ  ЯК ПЕРСПЕКТИВНИЙ  МЕТОД БІОІНДИКАЦІЇ СТАНУ ПОВІТРЯНОГО  СЕРЕДОВИЩА 

     На  основі структурно-функціональних особливостей та характеру процесів життєдіяльності лишайників базований метод ліхеноіндикації стану повітряного середовища.  Лишайники реагують на забруднення не так як вищі рослини. Довготривала дія низьких концентрацій забруднюючих речовин викликає пошкодження талому лишайника, що не зникають аж до цілковитого його відмирання. Це пов'язано з тим, що лишайники відновлюються дуже повільно, тоді як уражені тканини вищих рослин регенеруються порівняно швидко. Низька чутливість лишайника обумовлена безперешкодним проникненням разом із опадами не лише мінеральних, а й шкідливих токсичних речовин.

     Найчутливішими  до дії полютантів є лишайники  кущоватої форми, що пов'язано із найбільшою по відношенню до маси площею талому. Після кущоватої за мірою  збільшення стійкості до забруднення  йдуть листуваті форми. Найбільш стійкими прийнято вважати накипні  лишайники, талом | яких занурений в  субстрат або має вигляд слабкої|слабої|, ледь помітної шкірки. Вище згадуване  пристосування дозволяє лишайнику  бути більш стійким до дії шкідливих  речовин, що із порівняно меншою швидкістю  проникають у талом. Це зумовлює збільшення його життєвого циклу.

                Серед еколого-субстратних груп лишайників з метою оцінки стану повітряного середовища найкраще використовувати епіфітів.

     На  лишайники згубно діють речовини, що збільшують кислотність таломів  і прискорюють окисні процеси. До таких речовин належать: двоокис  сульфуру (SO2), фторо- (HF) і хлорогідроген (HCl). Стійкість лишайників до дії  забруднення обумовлено ще рядом  особливостей. Так, вологий талом  страждає від забруднення більше, ніж порівняно сухіший . 

     Найбільш  сприйнятливі вони до дії SO2 - однієї з  найпоширеніших забруднюючих речовин, продукту згорання будь-якого сульфуровмісного палива. Проте, відносно нешкідливі для  них токсичні для інших рослинних  організмів важкі метали, здатні накопичуватися в таломах у значних кількостях без змін фізіологічного гомеостазу за рахунок їх позаклітинного розміщення.

     Методи  ліхеноіндикації, засновані на вивченні змін структури лишайникових співтовариств  і складу ліхенобіоти, за впливом  забруднення можуть бути розділені  на наступні групи:

     1. Аналіз історичних даних, заснований  на порівнянні результатів нинішніх  спостережень за видами лишайників  і попередніх спостережень у  тому ж місці.

     2. Зміна структури лишайникових  співтовариств біля джерела забруднення.

     3. Зонування території, грунтоване  на зміні кількості та чисельності  видів. У містах розрізняють  так званні «зони лишайників»:

     а) лишайникову «пустелю» (центр міста  із сильно забрудненим повітрям - лишайники  майже відсутні), вміст двооксиду  сульфуру складає 0,3 мг/м3 повітря ;

     б) зону «змагання» (частина міста із помірною забрудненістю повітря - флора  лишайників бідна, види характеризуються пониженою життєздатністю), вміст  двооксиду сульфуру в межах 0,05 - 0,2 мг/м3 повітря, на стовбурах дерев  присутні види лишайників, що стійкі до забруднювача - ксанторія, фісція тощо;

     в) «нормальну» зону (периферійні райони міста, де зустрічається багато видів  лишайників), вміст двооксиду сульфуру  нижче 0,05 мг/м3 повітря, на стовбурах  зустрічаються види лишайників, що переважають у природних угрупуваннях - паргелія, алекторія та інші.

     4. Трансплантація лишайників - перенесення  організму із його місця проживання  у місце, де він необхідний  для моніторингу забруднення  стану навколишнього природного середовища . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     РОЗДІЛ 3 ЗАГАЛЬНІ ОСНОВИ МЕТОДІВ БІОІНДИКАЦІЇ ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ЗА ДОПОМОГОЮ РОСЛИН 

     3.1. Загальні свідчення щодо методів

     Оскільки  рослини в цілому володіють відносно високою чутливістю до дії деяких забруднюючих речовин, їх можна використовувати в якості індикаторів для виявлення забруднення і визначення його рівня, а також при здійсненні моніторингу стану забруднення атмосфери. Якщо рослини здатні накопичувати забруднюючі речовини без зміни їх хімічного складу за рахунок метаболічних процесів і якщо акумульовані речовини можуть бути легко ідентифіковані в зразках рослини, то такі види рослин можна використовувати як накопичувачі забруднення. Якщо акумуляція речовин рослинами може розглядатися як прояв впливу забруднення, то використання рослин є надзвичайно зручним для визначення рівня та складу забруднення та моніторингу ефектів впливу забруднюючих речовин.

     Для такого визначення надзвичайно важливо дотримуватися наступних умов:

     1. Вплив повинен призводити до  помітної реакції рослини на  забруднення повітря

     2. Ефекти впливу повинні добре  відтворюватися при використанні  рослин генетично подібних популяцій,  що гарантує репрезентативність  результатів

     3. Ефекти впливу повинні характеризуватися  специфічними симптомами, властивими  впливу індивідуальних забруднюючих  речовин

     4. Рослини повинні бути дуже чутливими навіть до надзвичайно низьких концентрацій забруднюючих повітря речовин

     5. Рослини повинні добре рости  і бути стійкими до захворювань, впливу комах

     При виборі рослин було б надзвичайно  корисно, щоб ефект впливу на рослину-індикатора або рослину-монітора являвся репрезентативним і для інших видів рослин, що мають господарське значення (сільськогосподарські та садові культури, ліси і т. д.).

     В теперішній час відомо декілька видів (типів) ефектів впливу забруднення  повітря на рослини, котрі можна  умовно розділити на ефекти гострої  дії високих концентрацій за короткий проміжок часу і хронічної дії низьких концентрацій цих речовин за тривалий період. Прикладами ефектів гострого впливу є чітко помітний хлороз або некроз тканин листя, опадання листя, плодів, пелюсток квіток; скручування листків, викривлення їх стебел. До ефектів хронічної дії відноситься сповільнення або зупинка нормального росту і розвитку рослин (що обумовлюють, зокрема, зменшення об’єму біомаси, зниження врожаю сільськогосподарських культур); хлороз і некроз верхівок листя; повільне в’янення рослини або її органів. Іноді прояви хронічної або гострої дії можуть бути специфічними для окремих забруднюючих речовин або їх поєднання.

     Доволі  багато різних видів рослин можна використовувати в якості індикаторів або накопичувачів забруднення повітря через їх здатність до прояву ефектів впливу (додаток 1). Наприклад, для цих цілей можуть бути використані епіфітні види лишайників, мохи, папороті, вищі форми рослин, що мають судинну систему. Для біологічного моніторингу ефектів забруднення повітря придатні як дикорослі, так і культурні види рослин. Проте різниця в складі грунтів, ґрунтових вод та інші фактори (включаючи кліматичні) можуть вплинути на ефекти впливу забруднення повітря, що спостерігаються в різних районах. Через це доцільно вибирати такі індикаторні або акумулючі види рослин, умови зростання яких найбільш близькі (до них відносяться стан грунту, ґрунтових вод та інші). До теперішнього часу з цією метою звичайно використовувались вищі рослини. Наприклад, в Нідерландах та Великобританії – культура тютюну Bel W3, в Німеччині – пересаджувані види лишайників. Деякі види та культури дикорослих та культивованих рослин, чутливі до дії одного або кількох забруднюючих речовин, можуть ефективно використовуватися на мережі станцій моніторингу. 

     3.2. Визначення рослин-індикаторів та рослин-моніторів

     Рослини-індикатори – рослини, у яких можуть з’являтися явні симптоми впливу, що свідчать про присутність в повітрі однієї або декількох забруднюючих речовин. Ці симптоми можуть бути в деякій мірі специфічними, що дозволяє проводити і кількісні вимірювання рівня забруднення, проте більшість з них не забезпечує достовірної ідентифікації, і присутність в атмосфері забруднення може бути визначено іншими методами. Індикаторні рослини використовуються виявлення і розпізнання впливу забруднюючих речовин, ефекти впливу яких можуть бути також визначені кількісно при проведенні наступних систематичних спостережень. Безперервні визначення інтенсивності впливу використовуються для контролю якості повітря з точки зору можливого впливу забруднення на рослинність. Внутрішні та зовнішні умови також впливають на ступінь впливу, і такий вплив потрібно враховувати при оцінці ефекту впливу.

     Рослини-монітори – ці рослини, котрі легко накопичують  специфічні компоненти забруднення  повітря. Через деякий час накопичені забруднюючі сполуки можна проаналізувати в пробах рослин фізико-хімічними  методами. Таким чином можна кількісно  визначити навантаження забруднення  (загальну кількість забруднюючих речовин, накопичених в рослині за цей проміжок часу). Так як кількість виведених з атмосфери забруднюючих речовин може бути визначене при їх екстракції із зразків рослин, акумулюючі види рослин можна використовувати при моніторингу впливу забруднення на рослинність. Загальне навантаження забруднення на рослинність можна визначити шляхом вимірювання загального вмісту забруднюючих речовин в зразках рослини, і ці параметри в свою чергу можуть являтися також предметом моніторингу.

     Іноді одні і ті ж види рослин можуть бути і індикаторами, і моніторами певних забруднюючих сполук, наприклад тюльпан  та гладіолус для фтористого водню. Ці ж види мають характерну реакцію на гостру та хронічну дію фтороводню, котра залежить від його концентрації та часу експозиції. При тривалому впливі в тканинах рослини накопичується фтор, що викликає гостре ураження (некроз верхівки листя та тканин, що знаходяться між прожилками листя). 
 
 
 
 
 
 
 
 

РОЗДІЛ  4 РЕАКЦІЯ ОРГАНІЗМІВ РОСЛИН НА ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ

     4.1.Реакція на забруднення атмосфери діоксидом сірки

     Якщо  розглядати найбільш важливі забруднюючі  повітря речовини з точки зору їх потенційної небезпеки для  рослинності то провідну роль тут  займе SO2, завдяки своєму широкому розповсюдженню в світі і своїй потенційній фітотоксичності.

     Для гострого ураження дводольних трав’янистих рослин та листяних дерев типовою є поява некротичних ділянок, в основному між прожилками листка, іноді – у рослин з вузькими листками – на кінчиках листків та по краях. Некротичні ураження помітні з обох сторін листка. Порушені частини тканини виглядають спочатку сірувато-зеленими, ніби змочені водою, проте потім стають сухими та змінюють колір на коричнево-червоний. Крім того можуть з’явитися точки блідо-кремового кольору. Поява великих продовгуватих некротичних ділянок часто супроводжується великою кількістю некротичних плям. Некроз країв листків зустрічається досить рідко, так як він розвивається в досить вузькому діапазоні концентрацій. Крупні некротичні плями та ділянки зливаються, утворюючи смугастість між прожилками. Оскільки уражена некрозом тканина листка стає крихкою, рветься та випадає з навколишньої тканини, листки набувають перфорованої форми.

     Найбільш  загальною видимою ознакою гострого пошкодження однодольних рослин є слабкий жовтувато-білий колір некроз, що починається на кінці листа та поширюється згодом на всю листкову пластинку. Можна також спостерігати некротичні краї листя, і точкові плями або штрихуватість певного виду між прожилками.

     У хвойних дерев гостре ураження викликає верхівковий некроз червоно-коричневого  або коричневого кольору, котрий може розповсюдитись до основи хвоїнок.

     Хронічне  ушкодження може бути результатом дії  двох механізмів: після потрапляння в листя SO2 реагує з водою, утворюючи йон сульфіту (SO32-), котрий потім окислюється в сульфат при низькій швидкості акумуляції це не перевищить здатність клітин видаляти SO32- окисленням. В такому випадку пошкодження тканини може пояснюватися підвищенням концентрації сульфату після тривалої акумуляції, що призводить до хлорозу. В цей же час сульфіт, котрий вважається в 30 раз токсичнішим ніж сульфат, може знебарвити хлорофіл навіть після нетривалої дії.

     В обох випадках симптоми хлорозу дуже схожі, але листя залишаються набряклими та пружними і виконують, хоч і частково свою функцію. Тривалі викиди невеликої кількості SO2 не викликає незворотних ушкоджень клітин хвоїнок хвойних дерев, але сповільнює їх ріст. Часто спостерігається і хлороз.