ЭКОЛОГИЯ КАЗАХСТАНА

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 27 страниц
В избранное:

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ЭКОЛОГИЯ КАЗАХСТАНА

В Казахстане развита добывающая и перерабатывающая промышленность и в последние пять лет темпы роста этих отраслей наращиваются. Строятся и вводятся в эксплуатацию крупные промышленные объекты, что приводит к повышению загрязнения воздуха, к ухудшению экологи Казахстана вцелом. За много лет в республике скопилось более двадцати миллиардов тонн отходов, около трети из которых токсичны. Основная часть этих отходов - результат деятельности горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленности, предприятия чёрной металлургии, нефтехимии, производство стройматериалов. Несмотря на то, что крупные компании и правительство разрабатывают программы по борьбе с загрязнением воздуха, экология в Казахстане оставляет желать лучшего. Большой проблемой является утилизация попутного и природного газов при добыче углеводородов. При сжигании попутного газа на факелах происходят выбросы в атмосферу окислов азота, диоксида серы, сажи. Наиболее вредные производства - это свинцово-цинковое в районе Усть-Каменогорска, свинцово-фосфатное в Шимкенте, фосфорная промышленность Тараза, хромовые предприятия Актюбинска. Наиболее загрязнён атмосферный воздух над Восточно-Казахстанской, Карагандинской, Павлодарской областями. В городах Казахстана основной вклад в загрязнение воздуха вносит автомобильный транспорт. Низкое качество используемого топлива и отсутствие фильтров по очистке выхлопных газов, плохое состояние подвижного состава автохозяйств, увеличение количества автомобилей в городах, приводит к тому, что в атмосферу выбрасывается огромное количество окиси углерода, свинца и др. В пятнадцати городах республики повышен уровень загрязнения атмосферного воздуха вредными выбросами. Среди этих городов - Зыряновск, Актау, Темиртау, Тараз, Петропавловск, Шимкент, Алматы. Высокий уровень загрязнения воздуха в городах является следствием устаревших технологий производства, неэффективные очистные сооружения, низкое качество используемого топлива. Основные загрязняющие вещества - это пыль, диоксид серы, диоксид азота, углеводороды, фенол, свинец, сероводород, хлористый водород, аммиак и др. Каждый из этих веществ по-своему отрицательно влияет на здоровье. Пыль, например, вызывает заболевания дыхательных веществ, печени, крови. Наиболее пыльные города Казахстана - Актау, Атырау, Жезказган, Семипалатинск, Усть-Каменогорск. Расстройства нервной системы могут быть вызваны повышенным содержанием в воздухе окиси углерода. При этом возникают головные боли, снижается память, расстраивается сон. Высокое содержание окиси углерода наблюдается в таких городах, как Алматы, Актобе, Караганда, Костанай, Петропавловск, Павлодар, Семипалатинск и некоторые другие. Если же в воздухе присутствует несколько видов загрязнителей, что обычно и происходит, отрицательный эффект ещё более усиливается. Это сказывается на иммунной системе, что зачастую приводит к онкологическим заболеваниям [1]

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОИНДИКАЦИИ И БИОТЕСТИРОВАНИЯ В ЭКОЛОГИИ

Человек, как и всякий живой организм, неразрывно связан с биосферой. Но его воздействие на биосферу принципиально отличается от воздействия других организмов, поскольку обусловлено общественной природой человека, совершается в ходе и в результате, прежде всего трудовой, производственной деятельности. Научно-технический процесс неизбежно приводит к увеличению действия антропогенного фактора на окружающую среду и с особой остротой требует разумного использования природных богатств.

При обосновании требований к параметрам биосферы необходимо знать оценку разных факторов и состояние элементов окружающей среды до и после вредного воздействия. При этом большое значение имеют методы и организационные формы проведения экологического контроля (мониторинга) в стране и на местах. Важнейшей составной частью экологического мониторинга окружающей природной среды является биомониторинг - система наблюдений, оценки и прогноза различных изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения. Биомониторинг делает возможной прямую оценку качества среды и является одним из уровней последовательного процесса изучения здоровья экосистемы. Основной задачей биологического мониторинга является наблюдение за уровнем загрязнения биоты с целью разработки систем раннего оповещения, диагностики и прогнозирования.

Главными этапами деятельности при разработке систем раннего оповещения являются отбор подходящих природных объектов и создание автоматизированных систем, способных с достаточно большой точностью выявлять «отклик» организма на загрязнение среды, в которой он находится, определение регламента, согласование методик, проектирование и эксплуатация сети мониторинга.

Методами биоиндикации и биотестирования определяется присутствие в окружающей среде того или иного загрязнителя по наличию или состоянию определенных организмов, наиболее чувствительных к изменению экологической обстановки, т. е. обнаружение и определение биологически значимых антропогенных нагрузок на основе реакции на них живых организмов и их сообществ. Таким образом, применение биологических методов для оценки среды подразумевает выделение видов животных или растений, чутко реагирующих на тот или иной тип воздействия. Методом биоиндикации с использованием подходящих индикаторных организмов в определенных условиях может осуществляться качественная и количественная оценка (без определения степени загрязнения) эффекта антропогенного и естественного влияния на окружающую среду.

Биондикация - это метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и биотических факторов на живые организмы при помощи биологических систем. Возможно выделение следующих уровней биоиндикации:

Биохимические и физиологические реакции (изменение различных процессов и накопление определенных токсикантов в органах) .
Анатомические, морфологические, биоритмические и поведенческие реакции.
Флористические, фаунистические изменения.
Ценотический.
Биогеоценотический.
Ладшафтный.

Биоиндикация может проводиться на уровне макромолекул, клетки, организма, популяции, сообщества и экосистемы. Она подразделяется на специфическую (реакция только на один фактор) и неспецифическую (одна и та же реакция на многие факторы) . Чувствительными биоиндикаторами могут служить как отдельные процессы в клетке и организме (изменение ферментативной активности, изменение в пигментном комплексе), так и морфологические изменения (изменения формы и размера листовой пластинки, уменьшение продолжительности жизни хвои) .

Существует два основных метод биоиндикации: пассивный и активный. В первом случае исследуют видимые или незаметные повреждения и отклонения от нармы, являющиеся признаками неблагоприятного воздействия, во втором используют ответную реакцию наиболее чувствительных к данному фактору организмов - биотестирование.

Под биотестированием обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест - объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест - объектов. В роли тест - объектов выступают организмы, используемые при оценке токсичности химических веществ, природных и сточных вод, почв, донных отложений, кормов и др. Тест - объекты, по определению Л. П. Брагинского - "датчики" сигнальной информации о токсичности среды и заменители сложных химических анализов, позволяющие оперативно констатировать факт токсичности (ядовитости, вредности) среды. К чувствительным биоиндикаторам относятся лишайники, мхи, почвенные и водные микроорганизмы (водоросли, бактерии, микрогрибы) . Биологические методы помогают диагностировать негативные изменения в природной среде при низких концентрациях загрязняющих веществ.

При этом используемые виды биоиндикаторы должны удовлетворять следующим требованиям:

это должны быть виды характерные для природной зоны, где располагается данный объект;
организмы-мониторы должны быть распространены на всей изучаемой территории повсеместно;
они должны иметь четко выраженную количественную и качественную реакцию на отклонение свойств среды обитания от экологической нормы;
биология данных видов-индикаторов должна быть хорошо изучена.

С помощью биоиндикаторов принципиально возможно:

обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений;
проследить скорость происходящих в окружающей среде изменений;
только по биоиндикаторам можно судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы;
прогнозировать дальнейшее развитие экосистемы.

Преимуществом методов биоиндикации и биотестирования перед физико-химическими методами является интегральный характер ответных реакций организмов, которые:

суммируют все без исключения биологически важные данные об окружающей среде и отражают ее состояние в целом;
выявляют наличие в окружающей природной среде комплекса загрязнителей;
в условиях хронической антропогенной нагрузки биоиндикаторы могут реагировать на очень слабые воздействия в силу аккумуляции дозы;
фиксируют скорость происходящих в окружающей среде изменений;
указывают пути и места скоплений различного рода загрязнений в экологических системах и возможные пути попадания этих веществ в организм человека;

Особую значимость имеет то обстоятельство, что биоиндикаторы отражают степень опасности соответствующего состояния окружающей среды для всех живых организмов, в том числе и для человека. Подчеркивая всю важность биоиндикационных методов исследования, необходимо отметить, что биоиндикация предусматривает выявление уже состоявшегося или происходящего загрязнения окружающей среды по функциональным характеристикам особей и экологическим характеристикам сообществ организмов.

Но, отражая степень негативного воздействия в целом, биоиндикация не объясняет, какими именно факторами оно создано. Наиболее эффективно оценка окружающей среды может производиться в сочетании абиотических и биотических параметров. Это прием все шире входит в практику. Определение ряда биотических показателей, наряду с традиционными абиотическими, уже предусмотрено нормативными природоохранными документами, например, ГОСТ 17. 1. 3. 07-82 «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля воды водоемов и водотоков».

Особенностью экологического мониторинга является то, что эффекты воздействия на экосистемы, малозаметные при изучении отдельных организмов, выявляются пи рассмотрении системы в целом.

Прогноз и оценка прогнозируемого состояния экосистемы и биосферы опираются на результаты мониторинга в прошлом и настоящем, изучение информационных рядов наблюдений и анализ тенденций изменений окружающей природной среды.

На начальном этапе необходимо прогнозировать изменение интенсивности источника воздействий и загрязнений, осуществлять прогноз степени их влияния: прогнозировать, например, количество загрязняющих веществ в различных средах, на распределение в пространстве, изменения их свойств и концентраций во времени.

Следующий этап - прогноз о возможных изменений в биосфере под воздействием имеющихся загрязнений и других факторов, так как, уже возникши изменения (особенно генетические) могут действовать еще много лет. Анализ прогнозируемого состояние позволяет выбирать приоритетные природоохранные мероприятия и вносить коррективы в хозяйственную деятельность на региональном уровне. [2]

В качестве универсальных биоиндикаторов и биомониторов состояния окружающей предлагается использовать земноводных. Многие особенности биологии делают их наиболее удобными объектами биоиндикации. Среди них : способность выдерживать большие антропогенные нагрузки, изменяя при этом структуру и состав сообщества, а также некоторые черты биологии, многочисленность, оптимальное индивидуальные размеры тела, большая продолжительность жизни, оседлость, тесная связь с субстратом, высокая плодовитость и жизнестойкость, простота сбора и наблюдения, экологическая пластичность и морфоструктурная мобильность, хорошая изученность и простота лабораторного содержания. Выделены основные направления биоиндикационных исследований в настоящее время с использованием земноводных. [3]

Также возможно и использование ящериц в качестве биоиндикаторов. Население ящериц сокращается в результате ежегодного опрыскивания ДДТ, проводимого в Зимбабве для борьбы с мухой-цеце. В организме ящериц накапливаются остатки пестицида, особенно в жировых тканях, печени и мозге. Ящерицы - важный элемент трофической сети и накопление в них загрязнителя указывает, в какой степени он проникает на более высокие трофические уровни. Виды, доминирующие в специфических местообитаниях, могут быть использованы в качестве индикаторов при сравнении до и после обработки пестицидом или на обработанных и необработанных пространствах. [4]

ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АМФИБИЙ И РЕПТИЛИЙ

Как известно, понятие «биоразнообразие» вошло широкий научный обиход 1972 году на Стокгольмской конференции ООН на окружающей среде. В 1972 году на Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде и развитию была принята конференция о биологическом разнообразии, которую подписали более 180 стран. Таким образом, были созданы политические, культурные и социально - экономические предпосылки для сохранения биоразнообразия в глобальном масштабе. В РК вою посильную лепту в эту проблему пытаются внести ученые, занимающиеся изучением фауны и флоры нашей страны.

В этой связи особый интерес представляет изучение амфибий, так как они являются ранними индикаторами серьезных проблем окружающей среды. Здоровье лягушки тесно связано со здоровьем окружающей среды (Roy Debjani, 2002; Griffiths Richard A. 2004) . Как правила, в работах, где в качестве биоиндикаторов загрязнения окружающей среды выбираются амфибии, исследуются численность, возрастание и половые особенности, внешний вид, индекс тела и органов. В то же время очень мало работ, где дается морфофункциональная характеристика внутренних органов амфибии, обитающих в экологически неблагополучных районах, хотя известно, что первые изменения появляются на клеточном и тканевом уровнях, и только затем эти изменения ведут к изменениям в численности животных, в структуре популяции и п. т. Кроме того, следует отметить, что в доступной литературе плохо освещена нормальная гистоструктура внутренних органов амфибий, что приводит к определенным трудностям при изучении патологии. Особый интерес представляет изучение органов пищеварительной системы, которая одна из первых в контакт с токсикантами, которые попадают в организм с пищей и водой. В связи с этим, целью нашего исследования явилось гистологическое изучение желудка и тонкого кишечника лягушки озерной - Rana ridibunda, обитающей в экологически неблагоприятном районе - накопителе Сорбулак.

В накопитель Сорбулак сливаются хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды Алматы и области. Недостаточная очистка вод привела к повышению концентрации в накопителе различных токсичных веществ, а также к ухудшению бактериологических и гельминтологических показателей.

В работе были изучены желудок и тонкий кишечник половозрелых самцов лягушки озерной - Rana ridibunda , отловленных в районе накопителя сточных вод - Сорбулак.

Материалы был зафиксирован в 10% нейтральном формалине, проведен по общепринятой методике и залит в парафин. Гистологические срезы окрашивали гемотоксином - эозином и по Массону. Изучение и фотографирование гистологических препаратов осуществляли при помощи светового микроскопа Leica DMLS с цифровой камерой Leica DFS 280. Полученные фотографии обрабатывались на компьютере Pentium 4.

Макроскопические исследование показали, что желудок лягушки располагается в левой части полости тела, почти параллельно к продольной оси тела. Это толстостенная труба, на которой можно видеть левую или большую кривизну и правую, или малую кривизну. Входная часть желудка была немного сужена на границе с пищеводом.

Гистологические изучение показало, что внутренняя поверхность желудка покрыта слизистой оболочкой, образующей, довольно крупные продольные складки. Стенка желудка состоит из слизистой оболочки, подслизистой, мышечной и серозной оболочек. Поверхность слизистой оболочки покрыта однослойным эпителием. В слизистой оболочке имеются многочисленные простые разветвленные железы. Мышечная пластинка слизистой оболочки имеет два слоя - внутренний кольцевой и наружный продольный. Мышечная оболочка состоит из мощного слоя круговых, гладкомышечных волокон. Снаружи желудок одет плотной серозной оболочкой.

На поверхности слизистой желудка расположены узкие желудочные ямки, которые ведут в фундальные железы трубчатого типа. В фундальных железах имеются клетки двух типов: темные (главные) и светлые (слизевые) . Светлые клетки сосредоточены в верхнем «шеечном» отделе железы. В пилорусе темные (оксинтопептические) клетки исчезают и остается только светлые с деформированным ядром, оттесненным к периферии.

При патоморфологическом исследовании желудка земноводных, обитающих в районе Сорбулака, были выявлены следующие изменения. Покровные эпителий желудочных ямок сохранялся не на всем протяжении, местами он отсутствовал, обножая базальную мембрану. В местах, лишенных покровного эпителия субэпителияльно появлялись воспалительные инфильтраты, представленные лимфоцитами, лейкоцитами и гистиоцитами. Сохранившийся покровный эпителий находился в состоянии гидропической дистрофии. Пищеварительные железы тесно прилегали друг к другу. Эпителий желез однородный с зернистой базофильной цитоплазмой и округлым ядром. Между отдельными железами определялись воспалительные инфильтраты. Соединительная и мышечная ткани желудка были отечны. Сосуды вытянутые, тонкие. В отдельных участках желудка в пищеварительных железах выявлялись тяжелые повреждения. Эпителий желез был лишен ядер, цитоплазма разрушена и представляла собой отдельные «обрывки». В одном из участков желудка пищеварительные железы были полностью разрушены и представлены аморфными сетчатыми массами. Вокруг погибших железистых клеток наблюдались скопления лейкоцитов и гистиоцитов.

Гистологическое исследование тонкого кишечника земноводных из Сорбулака также выявило значительные изменения в структуре тонкого кишечника. Продольные складки кишечника были значительно утолщены за счет пролиферации лимфоцитов, лейкоцитов и макрофагов по типу гранулематозного воспаления. Наблюдалась пролиферация клеток стенки кишки с образованием гранулем. В мышечном слое стенки выявлялась умеренная воспалительная инфильтрация. Эпителий на гребнях складок и в углублениях между нами сохранялся, но в клетках выявлялась картина гидропической белковой дистрофии с очагами воспаления. При окраске по Массону собственная пластинка кишечной складки почти не определялась, но четко выявлялась воспалительная инфильтрация в стенке кишки.

Таким образом, у лягушек обитающих в районе накопителя Сорбулак, в желудке наблюдались глубокие патоморфологические изменения, выражавшиеся в десквамации покровного эпителия с обнажением базальной мембраны и воспалительной реакцией. Выявлялось поражение пищеварительных желез по типу дистрофии, некроза со слабо выраженной клеточной реакцией. В тонком кишечнике у озерной лягушки развивалось воспалительная реакция по типу продуктивного гранулематозного воспаления.

Проведенное исследование с использованием лягушки озерной в качестве биоиндикатора показывает, что экологическая обстановка вокруг накопителя Сорбулак является крайне неблагоприятной для обитающих там животных. [5]

Так же были проведены и другие исследования органов. Проведено электронно-микроскопическое гистологическое и цитохимическое исследование покровов, легких, печени, гонад у следующих видов животных: агама степная (Agaтa saпguinoleпta) ушастая круглоголовка (Phryпocephalus тyslaceиs), такырная круглоголовка (Phryпocephalиs helioscopus), ящурка быстрая (Ereтias velox) из различных биотопов осушки (бывшего дна) Аральского моря. Материал для исследования был собран в ходе экспедиционных выездов в Приаралье в мае-июне 2002-го, 2003-го и 2004-го годов.

Сбор полевого материала производился из различных биотопов зоны осушки Арала, контролем служил материал из достаточно удаленных от Сыр-Дарьи и Аральского моря пустынных биотопов Кзьш-Ординской и Aктюбинской областей. Характер колонизации зон осушки разный и определяется по-видимому, в первую очередь, особенностями почвы и ее засоленностью. На северном и восточном берегу залива Бутакова неподалеку от с. Акеспе биотопы формирующиеся, в верхнем слое почвы много остатков водорослей, ракушек и соли. Растительность скудная, в основном представлена высыхающими, по-видимому из-за высокой солености почвы, кустами карачингила. Ящериц относительно немного, в основном мелких размеров и малоактивных Ereтias velox и Phryпocephalus helioscopus.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.