Биологическое определение экологических аномалий [2]

Если будет вода и не одной рыбки – я не поверю воде. И пусть в воздухе кислород, но не летает в нем ласточка – я не поверю воздуху. М. Пришвин

Охрана вод и рациональное использование водных ресур­сов приобретают в нашей стране все большую актуальность. Если учесть, что количество примесей в природных и сточных водах (тяжелые металлы, пестициды, нефтепродукты и другие особо опасные соединения) достигает миллиона наименований, а нормировано только около тысячи вредных веществ для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водополь­зования и до 700 – для рыбохозяйственных водоемов (при этом имеется только 100 методик анализа загрязнителей на уровне ПДК от общего количества нормированных веществ), то стано­вится очевидным недостаточность информации для принятия водоохранных мер и неэффективность системы контроля в це­лом. Нашей стране необходимо переходить на международную систему контроля вод, которая учитывает биоразложение, ядови­тость и накопляемость.

Кроме того, большинство категорий вод промышленного и сельскохозяйственного происхождения имеет сложный и непо­стоянный состав, а продукты распада и взаимодействия в сточ­ных водах отдельных химических веществ могут быть ядовитее исходных соединений. В таких случаях установить степень опас­ности их воздействия на биоценозы водных объектов, основыва­ясь лишь на информации о соответствии концентраций отдель­ных компонентов предельно допустимым, вообще не представля­ется возможным.

Повышение эффективности охраны вод от загрязнения в значительной мере связано с применением качественно новых подходов к оценке состава и свойств отводимых сточных вод. К числу наиболее радикальных приемов, учитывающих экологичес­кий аспект проблемы, является оценка токсичности воды путем биотестирования. В США используются 145 тест-организмов, а у нас лишь 23 метода биотестирования. Так, наличие ионов тяже­лых металлов определяется по смене статичного состояния на динамичное у медицинской пиявки. Одноклеточные водоросли используются для биотестирования тяжелых металлов, хлора, фосфорорганических соединений, детергентов (стиральный по­рошок). Метод биотестирования с использованием ветвистоусых рачков рода дафния дает неплохие результаты при определении токсичности сбросных вод рисовых чеков на наличие фосфорор­ганических пестицидов и других органических загрязнителей в водах промышленных стоков. Нитраты ядовитее для дафний, чем нефтепродукты. Наличие в сточных водах ионов тяжелых метал­лов, органических соединений (ПАВ, формальдегид, аммиак и т. д.) определяется по закрыванию створок раковин двухстворчатых моллюсков. Существующий биотест по реакции ухода рыб из токсичной среды позволяет сделать заключение о наличии в сточ­ных водах хлора, аммиака, железа, спиртов, альдегидов, нафтолов, ПАВ, амино- и нитросоединений.

К перспективным методам биотестирования относятся:

• оп­ределение олова в воде с помощью микроорганизмов;

• фенол ус­танавливается по выходу электролитов из клеток водного рас­тения – элодеи;

• по изменению дыхания и сердечной деятель­ности у дафний можно судить о наличии загрязнений в сточных водах химической, нефтехимической и целлюлозно-бумажной промышленности.

По дыханию сперматозоидов животных воз­можно прогнозирование степени токсикологической опасности влияния тяжелых металлов и растворителей на организм высших животных и человека.

В последние годы большое внимание уделяется биоинди­кационным методам изучения и оценки окружающей среды и рас­тительности, при которых в качестве показателей ее загрязнения используется реакция самих растений или их сообществ. Пре­имущество биологических индикаторов в том, что они реагируют не только на отдельные загрязнители, но и на весь комплекс воз­действующих веществ, что не всегда можно определить даже с помощью самых совершенных приборов. Наиболее чувствитель­ные виды растений или отдельные их органы позволяют выявить концентрации вредных веществ, которые у людей и животных не вызывают видимых признаков отравления.

Использование специфических индикаторов дает возмож­ность определить природу отдельных загрязнителей:

1) лишайниковый метод – для оценки загрязненности воз­духа кислыми газами (вычисляется степень отмирания лишайни­ков после 300 дней экспозиции). Первыми на атмосферное за­грязнение реагируют мхи и лишайники, получающие питание ис­ключительно из атмосферы. У мхов отсутствует малопроницае­мая для газов защитная жировая пленка – кутикула. А тонкие лис­товые пластины мхов эффективно накапливают тяжелые метал­лы. При повышении степени загрязнения воздуха первыми исче­зают кустистые, затем листоватые и последними накипные (кор­ковые) формы лишайников. В связи с этим состав флоры лишай­ников в различных частях леса может быть различным. На лишайники губительное влияние оказывает двуокись серы, окислы азо­та, окись углерода, соединения фтора, тяжелые металлы и другие;

рисунок 1 – Жизненные формы лишайников [3]

рисунок 2 – Разрез через лишайник [3]

рисунок 3 – Сфагнум (Sphagnum) – торфяной мох:

1 – внешний вид, 2 – верхушка ветви со спорогоном, 3 – спорогон

(ш – остаток шейки архегония, кр – крышечка, сп – спорогоний, кол – колонка, н – ножка спорогона, лн – ложная ножка), 4 – часть веточного листа

(хлк – хлорофиллоносные клетки, вк – водоносные клетки, п – поры),

5 – поперечный разрез листа [4]

рисунок 4 – Разнообразие мохообразных [3]

2) метод стандартных травяных культур (гортензия меняет цвет листьев под влиянием окислов серы, как тополь и сирень, от них на расстоянии 50 км гибнут пшеница, хлопчатник, капуста, люцерна; на листьях гладиолусов, лука, хвойных, винограда и пас­леновых от фтористого водорода образуются пятна, меняется мор­фология – это служит для определения загрязненности воздуха и почвы серой, фтором и тяжелыми металлами (определяется накопление загрязняющих веществ в растениях после 14 дней экспозиции); от чрезмерного количества озона гибнут виноград и табак;

3) анализ хвои сосны и ели после экспозиции в течение 1,5 лет – в основном для определения загрязненности воздуха со­единениями серы (лесная промышленность) позволяет выявить суммирующий эффект воздействия за ряд лет; в условиях круп­ного промышленного города наблюдаются структурные наруше­ния в кроне тополя: отсутствуют удлиненные побеги, снижается ассимиляционная поверхность листьев и количество зеленых пиг­ментов в них. Чтобы повысить устойчивость древесных насажде­ний к загрязнению атмосферы, необходимо обеспечить доста­точную увлажненность почвы. В то же время растения, поражен­ные вирусами, становятся засухоустойчивыми;

4) патогенный метод – в районах с сильным загрязнением воздуха отсутствуют такие патогенные грибы, как возбудитель мучнистой росы дуба, некоторые возбудители ржавчины хвойных и возбудитель стеблевой ржавчины злаков.

рисунок 5 – Плесневый гриб мукор:

А – мицелий и спорангий; Б – спо­рангий; В, Г, Д – половой процесс и развитие зиготы; Ж – зрелая зигота и ее прорастание [4]

рисунок 6 – Грибы:

А – дрожжи: 1 – отдельная клетка, 2 – почкование, 3 – группа кле­ток, не разъединившихся после почкования; Б – аспергилл (конидиеносец с конидиями); В – пеницилл: 1 – общий вид, 2 – конидиеносец с конидиями [4]

Кроме того, ученые обнаружили наличие 45 элементов в наружных скелетах сухопутных легочных моллюсков (улиток). Они проявили себя хорошими биоиндикаторами состояния окружаю­щей среды. Так, ртуть и кадмий выявлены в раковинах, найден­ных в районах, где выпадают кислотные дожди. Эти элементы в раковинах не отмечаются при отсутствии кислотных дождей. В раковинах обнаруживается радиоактивный торий, а также бром, добавляемый в бензин.

Если в лесу встречается хвощ, то это говорит о засолен­ности почв, трава-мокрица показывает близость подпочвенной воды, а мать-и-мачеха – наличие воды на глубине 2 м. Обилие подорожника в лесу свидетельствует о чрезмерной рекреацион­ной нагрузке. По годичным кольцам можно восстановить состоя­ние окружающей среды в прошлом. Обработка виноградника в весенне-летний период содержащим медь ядохимикатом вызы­вала постепенное повышение ее содержания в почве к осени и соответствующее уменьшение биомассы дождевых червей и их численности. Отмечена положительная взаимосвязь между содер­жанием меди в почве и особях дождевых червей. Это делает их удобными биоиндикаторами загрязнения среды металлами.

В последние 20 лет отмечается прогрессивно растущее за­грязнение почвы тяжелыми металлами, которые поступают в нее с газопылевыми выбросами, фосфатными удобрениями, по­ливными водами, промышленными стоками. Например, добыча свинца в 35 раз превышает возможности его ассимиляции расти­тельностью в течение года. В настоящее время в экотоксикологии идет усиленный поиск биоиндикаторов загрязнения ок­ружающей среды. Живые объекты – открытые системы, через них идет поток энергии и круговорот веществ. Биоиндикаторы реаги­руют даже на относительно слабое загрязнение. Они сумми­руют действие всех без исключения биологически важных антро­погенных факторов. Применение биологических индикаторов по­зволяет судить о степени вредности загрязняющих веществ для живой природы и человека. Так, в Германии для индикации за­грязнения используют ночных бабочек.

Для осуществления контроля за уровнем загрязнения по­чвы определяют ферментативную активность почвы. В качестве критерия оценки действия ядовитых веществ на активность по­чвенной микрофлоры используют дегидрогеназную активность. В частности, широко применяется метод определения почвенных дегидрогеназ для оценки изменения свойств почвы при загрязне­нии ее тяжелыми металлами и пестицидами.

Гибель летучих мышей служит доказательством чрезмер­ного применения пестицидов на богарных землях. От экологичес­кого кризиса страдают и другие живые существа, когда с неба льет серная кислота, а в траве полно свинца. Хворать начинают даже насекомые – у мух нарушается обмен веществ, комары ак­кумулируют в себе вредные химические соединения. Специа­лист-энтомолог без труда диагностирует эти изменения. А санитарный врач на основе его диагноза может предсказать, какое будущее ожидает людей, проживающих в той же местности.

Только с 1917 года на территории нашей страны от земле­трясений и сопровождающих их явлений погибло примерно 200 тысяч человек. Потери от сейсмических катастроф во времени неравномерны, но ожидать их снижения пока не приходится, глав­ным образом по причинам социального, демографического и про­изводственного характера. Необходимость решения проблемы прогноза землетрясений – в научном, организационном и кон­кретно-прикладном аспектах не вызывает сомнений. Между тем ни в нашей стране, ни в других странах проблема эта пока не раз­работана с такой степенью детальности и надежности, которая позволила бы осуществить прогноз реальных сейсмических со­бытий. К концу нынешнего тысячелетия в зонах возможного зем­летрясения будет проживать свыше 200 миллионов человек. Одним из методов решения указанной проблемы является определение биопредвестников. Имеются сведения об аномальном поведении животных всех отрядов и классов, которых могли наблюдать жи­тели.

В горах, где землетрясения не редкость, наблюдаются силь­ные оползни. Зачастую эти процессы малоприметны для глаза. Картировать движение оползней можно, используя в качестве ин­дикатора многолетние насаждения. В Крыму известен как инди­катор так называемый «пьяный» лес. На одном блоке оползня лес стоит прямо, на другом все деревья кренятся. Землетрясения, как правило, предвещаются аномальным поведением животных. Необычайное поведение животных обнаруживалось не только в эпицентре и зонах высоких баллов (9 – 7), но и там, где толчки проявлялись с силой 6 и менее баллов. Отмечается аномальное поведение животных за двое-трое суток до землетрясения и даже за месяц, когда в его эпицентре начинают выть некоторые соба­ки. При этом паника животных нарастает по мере приближения момента события. Следовательно, необходимо повысить интерес к аномальному поведению животных. Предвестником земле­трясения является изменение содержания газа в почве. Оказа­лось, что повышение его содержания в почве ведет к изменению окраски листьев у растений, которое хорошо регистрируется с самолетов и спутников. Нет ничего необычного в этом, ведь с давних пор канареек используют для индикации рудничных газов. Под землей шахтеры для этих целей используют и крыс. Когда они садятся есть, крысы точно по режиму выползают, сидят ря­дом – им под ноги кидают объедки, да еще и клички дают. Крыс лелеют: если они пришли «на пайку», значит обвала или взрыва газа в ближайшее время не ожидается.

Исследования герпетологов показали, что рептилии своим аномальным поведением реагируют на землетрясения, магнит­ные бури и даже появления НЛО. Змеи, ящерицы и черепахи про­являют беспокойство за дни и часы перед подземными толчками, за часы и минуты перед появлением неопознанных летающих объектов и сразу же после начала сильных геомагнитных возмуще­ний на Земле. Судя по однотипным реакциям животных, в основе этих явлений лежат низкочастотные колебания различных электромагнитных полей в биосфере. Это позволяет использо­вать их как биопредвестников в области сейсмологии, магнито-медицины и даже уфологии.

Биолокация (лозоискательство) применяется уже несколь­ко тесячелетий. Ранее в ученом мире считалось, что на бессозна­тельном уровне лозоискательство воспринимает локальные ис­кажения различных физических полей. Предполагалось, что эта простая идеомоторная реакция. Сейчас установлено, что в при­роде существуют сверхлегкие частицы-аксионы (гр. axios ценный), масса которых на несколько порядков меньше электрона. Вокруг объектов мате­риального мира существуют силовые поля, имеющие квантовую природу. Они состоят из аксионов. Но их гораздо больше внутри самих тел, когда мы изменяем свойства предмета (сжимание, нагревание и т. д.), то аксионы группируются вокруг него в виде нескольких оболочек. Из-за этих оболочек и происходит враще­ние рамки или лозы. Трудно доказать то, что недоступно глазу. Но это явление подтверждается многочисленными примерами. В свое время методом биолокации были отысканы утерянные кар­тины Н. Рериха.

Лозоискатели могут обнаружить людей на глубине до трех метров, засыпанных снежной лавиной. С помощью биолокации открываются руды на глубине 1,5 км, а нефть – 3–4 км. Интерес­но отметить и то, что возможна аэросъемка биолокационным ме­тодом при поисках в шельфовой зоне морей золота и других минералов, рудных конкреций на дне океанов. Существуют опре­деленные закономерности излучения аксионов различными объ­емными формами. Так, уже никто не сомневается в благоприят­ном влиянии пирамидальной формы на мумифицирование и кон­сервирование органической субстанции. Пирамидальная конфи­гурация может успешно использоваться для нейтрализации ра­диоактивного излучения и ослабления вредного воздействия из­лучения геобиологической сети. В Румынии действует построен­ная на том же принципе пирамида из бетона и стекла для очистки сточных вод. В Польше пирамиды, установленные на картофель­ном поле, позволяют повысить урожай.

Геобиологическая сеть раскинута наподобие сети паралле­лей и меридианов по всей земле. Места пересечения ее лучей образуют опасные зоны. Постоянно находясь в них, у человека могут возникать раковые заболевания. Подобные зоны есть в каждой квартире. На месте их расположения не должна находиться кровать или письменный стол. Если кошка любит сидеть на столе у лампы или мурлыкать на вашей кровати – лучше их передви­нуть. Кошкам приятны некоторые участки геопатогенных зон. В отличие от собак. Вот еще один из способов их обнаружения. На пересечениях геопатогенных зон находятся муравейники.