Спосіб біоіндикації забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників та пов’язаних з ними безхребетними

Реферат: UA 73039 U UA 73039 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до екології, стосується оцінки забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників та пов'язаних з ними топічно безхребетними. Відомий спосіб лінійних пересічень біоіндикації забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників [Пчелкин А.В. Использование водорослей и лишайников в экологическом мониторинге и биоиндикационных исследованиях / А.В. Пчелкин, В.Б. Слепов. Изд. М. МГСЮН, 2004. - с. 8-10, рис. 1]. Спосіб включає фіксацію всіх перетинів з таломом лишайника за допомогою накладання гнучкої стрічки, що має поділи на поверхню стовбура дерева. Проективне лінійне покриття лишайників дерева визначають шляхом сумації всіх довжин таломів лишайників горизонтального перетину бокової поверхні дерева на висоті 1,5 м та поділення цієї суми на довжину всього горизонтального перетину. На практиці дослідник на модельному дереві визначає на стовбурі точку, яка знаходиться на заданій висоті від нижньої частини дерева з північної сторони. Потім накладають на стовбур дерева мірну стрічку, що має поділи таким чином, щоб нуль шкали збігався з вибраною точкою, а зростання чисел на шкалі відповідало руху за годинниковою стрілкою. Завдяки збіганню першої точки на натягнутій стрічці з нулем шкали визначають довжину кола поперечного перерізу стовбура дерева на вибраній висоті. Після чого фіксують початок і кінець кожного пересічення стрічки з таломами лишайників. Лишайники, що мають пересічення зі стрічкою збираються для подальшого визначення. Ознаками, спільними з аналогом, є: - визначення довжини таломів лишайників за допомогою горизонтального перетину бокової поверхні дерева; - використання засобу у вигляді гнучкої стрічки з дрібним поділом. Недоліком аналогу є те, що він не є достатньо продуктивним. Втрачається багато часу для визначення наявності та довжини перетину таломів лишайників на встановленій висоті від 60 до 150 см. Крім того, для роботи (збору матеріалу) за даним способом необхідна участь не менше двох дослідників, один з яких виконує операції щодо визначення довжин перетинів таломів лишайників за допомогою гнучкої стрічки, а інший фіксує до польового щоденника отримані показники. Найбільш близьким за суттю та досягнутим результатом є відомий спосіб біоіндикації забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників [Пчелкин А.В. Использование водорослей и лишайников в экологическом мониторинге и биоиндикационных исследованиях / А.В. Пчелкин, В.Б. Слепов. - Изд. М. МГСЮН, 2004. - с. 6-8], який прийнятий за прототип. Спосіб включає визначення проектного покриття лишайників певної площі субстрату, наприклад дерева. Проектну площу покриття визначають за допомогою сіткової рамки певного розміру. Рамку накладають на стовбур дерева та фіксують. Потім визначають число "а" одиничних квадратів, у яких лишайники займають приблизно половину площі квадрата, що умовно відповідає 100 % площі покриття одиничних квадратів. Далі визначають число "б" одиничних квадратів, у яких лишайники займають менше половини площі квадрата, що умовно відповідає 50 % їх площі. Загальне проективне покриття (R) у відсотках визначають за формулою: R 45 50 55 100a  50b c , де с - кількість досліджених ділянок. За величиною проективного покриття лишайників оцінюють забруднення атмосферного повітря певної території вибраного району. Чим більше проективне покриття лишайників субстрату, тим менш забруднене атмосферне повітря дослідженої території. Ознаками, спільними з прототипом, є: - визначення площі лишайника на субстраті; - використання сіткової рамки. Недоліком прототипу є те, що він не забезпечує точність визначення площі проективного покриття лишайника на субстраті (стовбурі дерева), за показниками яких визначають ступінь забруднення атмосферного повітря дослідженої території. Крім того, відомий спосіб є малопродуктивним - втрачається багато часу на визначення проективного покриття лишайників. Також для роботи (збору матеріалу) за відомим способом необхідна участь не менше двох дослідників, один з яких виконує операції щодо визначення проективного покриття лишайників за допомогою сіткової рамки, а інший фіксує до польового щоденника отримані показники. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити спосіб, який би дозволив більш точно оцінювати стан атмосферного повітря, підвищував би продуктивність роботи шляхом використання талому лишайників та пов'язаних з ним певних видів безхребетних організмів. Суттєвими ознаками способу є: 1 UA 73039 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - визначення площі лишайника на субстраті; - використання сіткової рамки певного розміру; Відмінними від прототипу ознаками способу є: 2 - відділення від талому лишайника його частину площею 0,8÷1,2 см ; - розміщення відділеної частини талому лишайника до стерильної тари; - змочування відділеної частини талому лишайника 8÷12 мл дистильованої води у стерильній тарі; - подрібнення відділеної частини талому лишайника до однорідної маси (суміші); - настоювання суміші у стерильній тарі протягом 2÷3 годин; - мікроскопування 0,9÷1,1 мл суміші та визначення кількісних показників певного виду безхребетних організмів, які здатні виходити із стану анабіозу при зволоженні; - перерахунок чисельності безхребетних на 1 см площі лишайника. Спосіб здійснюють таким чином: на стовбур модельного дерева накладають сіткову рамку, яка поділена на квадрати, розмір яких 1×1 см. Від талому лишайника, що знаходиться під 2 сітковою рамкою відділяють його частину площею 0,8÷1,2 см . Потім відділену частину талому лишайника поміщають у стерильну тару, наприклад чашку Петрі. В лабораторії до чашки Петрі додають невелику кількість дистильованої води (8÷12 мл) для змочування талому лишайника 2 площею 0,8÷1,2 см , наприклад лабораторною піпеткою, а потім готують водну суспензію, розтираючи талом лишайника до однорідної маси у дистильованій воді, і залишають суспензію у закритій чашці Петрі на 2÷3 години. Розтирання талому лишайника здійснюють, наприклад, препарувальною голкою або пінцетом. Потім із отриманої суспензії відбирають піпеткою 0,9÷1,1 мл суміші і готують мікропрепарат для мікроскопування та визначають кількісні показники безхребетних організмів певного виду, які здатні виходити із стану анабіозу при зволоженні, наприклад представників коловерток або тихоходок. Для мікроскопування мікропрепарату використовували мікроскоп (LOMO MED-2). Визначення кількісних показників безхребетних організмів певного виду проводять у трикратній повторності. Потім середню чисельність безхребетних організмів певного виду перераховують на загальний об'єм суміші (8÷12 мл), що і 2 буде відповідати середній чисельності коловерток на 1 см талому лишайника. Визначення певних видів безхребетних проводять за відповідними визначниками. Приклад конкретного виконання: дослідження проводили на території м. Запоріжжя в продовж вересня-жовтня 2011 року. Пробні ділянки закладали в трьох рекреаційних зонах міста, що відрізняються ступенем антропогенної трансформації. Перша пробна ділянка Вознесенівський парк Орджонікідзевського району, друга ділянка - парк ім. Гагаріна Комунарського району та третя - парк Перемоги Жовтневого району. На них досліджували модельні дерева (до 10 дерев на кожній дослідній ділянці). Дерева обстежували від основи їх стовбура до 2 м над рівнем ґрунту. Проектне покриття епіфітних лишайників на стовбурах дерев оцінювали за допомогою сіткової рамки 20×20 см (у % від загальної дослідженої площі). Для кількісної оцінки ступеня забруднення атмосферного повітря рекреаційних зон міста використано модифікований індекс чистоти повітря [Kondratyuk S.Ya. Lichen indication mapping of air pollution in Ukraine / S.Ya. Kondratyuk // Ukr. bot. journ.-1994. - Vol. 51, № 2-3. - P. 148-153], який є сумою добутків комбінованого показника покриття/трапляння та екологічних індексів, що відображають чутливість до забруднення кожного виду, які утворюють угруповання. У результаті досліджень виявлено 5 видів епіфітних лишайників, що належать до 4 родин та родів. Видовий склад лишайників у двох досліджених парках міста (Вознесенівський, Перемоги) був однаковий. Тут зустрічалися два види лишайників - Parmelia acetabulum (Neck.) Duby та Physcia stellaris (L.) Nyl. Найбільша кількість видів лишайників (5 видів) було знайдено в парку ім. Гагаріна в Комунарському районі міста. Крім вищезгаданих видів на території парку було виявлено ще 3 види лишайників - Peltigera malacea (Ach.) Funk., Grafts scripta (L.) Ach. та Parmelia sulcata Taylor. Таким чином на досліджених пробних ділянках зустрічався широко розповсюджений вид Parmelia acetabulum, тому саме цей таксон був вибраний для біоіндикації забруднення атмосферного повітря м. Запоріжжя за допомогою лишайників та пов'язаних з ними безхребетними. Характеризуючи паркові зони за індексом чистоти повітря можна вказати, що найбільше значення індексу було виявлено для парку ім. Гагаріна. Значно нижчі показники індексу були встановлені для парків (Вознесенівський, Перемоги), де їх території зазнавали впливу забруднень автомобільного транспорту та промислових підприємств міста (табл. 1). Це підтверджується і даними щодо щільності та кількості викидів забруднюючих речовин, які потрапляють до цих районів міста. Таким чином найбільш забруднені ділянки виявлено в центральній частині міста біля близькорозташованих автомобільних шляхів. 2 UA 73039 U Дослідження талому Parmelia acetabulum показали, що з цим лишайником топічно пов'язані коловертки, а саме форма Bdelloidea gen. sp. Коловертки даної форми були виявлені у всіх парках міста. Максимальні показники чисельності коловерток до 120 екз./см були встановлені для парку ім. Гагаріна (табл.). 5 Таблиця Рекреаційні зони міста та їх характеристика Показники Пробні ділянки м. Запоріжжя №2 2 №3 Кількість видів лишайників 2 Загальна площа проективного 37,3 % 16,9 % 11,4 % покриття лишайників 2 2 2 Чисельність коловерток 40-120 екз./см 48-72 екз./см 24-40 екз./см Індекс чистоти повітря 2,01 0,60 0,48 Примітки: пробна ділянка № 1 - Парк ім. Гагаріна, Комунарський район; пробна ділянка № 2 Вознесенівський парк, Орджонікідзевський район; пробна ділянка № 3 - Парк Перемоги, Жовтневий район. 10 15 20 25 №1 5 Мінімальні кількісні показники коловерток були виявлені для парку Перемоги, де чисельність 2 коловерток коливалась у межах 24-40 екз/см . У цілому досліджені рекреаційні зони міста в залежності від кількісної представленості (середньої чисельності) коловерток можна 2 розташувати в ряд наступним чином: парк ім. Гагаріна (91,2 екз./см ), Вознесенівський парк (59,2 екз./см), парк Перемоги (35,2 екз./см). Отримані експериментальні дані середньої 2 чисельності коловерток на 1 см талому лишайника показали, що мінімальні значення середньої чисельності коловерток свідчать про значне забруднення атмосферного повітря, а максимальні значення цього показника свідчать про сприятливий стан атмосферного повітря міста. Для з'ясування ступеня взаємодії чисельності коловерток форми Bdelloidea gen. sp. із загальним проективним покриттям лишайників у різних паркових зонах міста, експериментальні дані піддали кореляційному аналізу. Одержані результати показали, що високий позитивний кореляційний зв'язок був виявлений між загальним проективним покриттям лишайників та чисельністю коловерток для всіх досліджених парків міста (r=0,86÷0,96). Запропонований спосіб біоіндикації забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників та пов'язаних з ними безхребетними у порівнянні із відомими способами дозволяє якісніше та продуктивніше визначити стан атмосферного повітря досліджених територій міста. Даний спосіб можливо також широко застосовувати на різних ділянках міста для оцінки ступеня забруднення атмосферного повітря із застосуванням відомого обладнання, яке виготовляється в Україні і є звичайним у лабораторіях екологічного напрямку. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Спосіб біоіндикації забруднення атмосферного повітря за допомогою лишайників та пов'язаних з ними безхребетними, який включає визначення площі лишайника на субстраті за допомогою сіткової рамки, який відрізняється тим, що від талому лишайника відділяють його частину 2 площею 0,8÷1,2 см , яку потім поміщають до стерильної тари та змочують 8÷12 мл дистильованою водою, після чого здійснюють подрібнення талому до однорідної маси і залишають її у тарі на 2-3 години, потім із отриманої маси відбирають 0,9÷1,1 мл суміші, проводять мікроскопування та визначають кількісні показники безхребетних організмів певного виду, які здатні виходити із стану анабіозу при зволоженні, потім їх чисельність перераховують 2 на 1 см талому лишайника. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3