4. Оцінювання реакції рослин на забруднення

У по­льових умовах необхідний ретельний відбір рослин для встановлення залежності «доза – відповідна реакція». Якщо рослина реагує на вплив ушкодженням листків, зміною темпів росту, врожайності, слід експеримен­тально з'ясувати, як вона реагує на різні дози однієї і ті­єї самої речовини або суміші.

Ушкодження листя можна аналізувати за допомо­гою серії фотознімків методом прямих порівнянь знім­ків ураженого листя з контрольними знімками листя рослин, які зазнали впливу відомих концентрацій за­бруднюючих речовин в лабораторних умовах. Поділ досліджуваної ділянки з великою кількістю рослин на квадрати дає змогу виразити кількісно дані про пошко­дження листя, з'ясувавши кількість їх ушкоджень; сту­пінь ушкодження; чисельність ушкоджень на одиницю поверхні. За допомогою лінійних графіків можна відобразити залежності ушкодження листя від періоду дії та дози забруднюючої речовини. Ці криві можна порівня­ти з кривими «доза – відповідна реакція», отримани­ми в лабораторних умовах. У такий спосіб можна виз­начити якісний склад повітря протягом певного періо­ду і встановити вид забруднюючої речовини або склад суміші.

Певний метод кількісної оцінки обирають залежно від рослинного матеріалу, забруднюючої речовини та вимірюваних параметрів, які потребують дослідження. Ступінь ушкодження листя трав'янистих рослин з'ясо­вують візуально, визначаючи площу (у відсотках) уш­кодженої поверхні листя. У разі спостереження за хвой­ними рослинами оцінюють довжину голок, їх колір і форму, вік хвої, кількість ушкоджених голок на гілці (у відсотках).

Результати спостережень можна об'єднати в дві гру­пи: площа ушкодженої листкової поверхні (у відсот­ках); площа нових ушкоджень кожної рослини за ви­значений період часу.

Призначений для аналізу рослинний матеріал перед­усім очищують від піску, землі та інших механічних до­мішок. Після цього листки, плоди і насіння обов'язково просушують до повітряно-сухого стану (крім випадків, коли необхідно зробити аналіз рослинного зразка у сиро­му вигляді), пробу гомегенізують (подрібнюють). Сирі рослинні матеріали подрібнюють у міксері або іншому гомогенізаторі, використовуючи чистий скляний посуд і зроблене з нержавіючої сталі дробильне обладнання. Ін­тенсивної вентиляції зразка при гомогенізації треба уни­кати, бо це може призвести до втрат деяких компонен­тів, особливо тих, які легко окислюються.

Сухі і висушені продукти (зерно, насіння) подрібню­ють спеціальними млинками, іноді просівають ситом із визначеними розмірами отворів, щоб отримати потріб­ну зернистість. Зразки біологічного походження перед аналізом, зазвичай, мінералізують сухим (спалювання органічної речовини за вільного доступу повітря, в ре­зультаті чого залишаються мінеральні елементи пере­важно у вигляді оксидів металів) або вологим (озолювання органічної речовини розчинами кислот, внаслідок чого утворюється розчин з мінеральними речовинами) методами. Щоб при сухій мінералізації (озоленні) не втратити летючі компоненти, рослинний зразок нагрі­вають до температури не вище 450°С. Оскільки при цьо­му у більшості випадків не вдається повністю позбутися органічних компонентів, до золи додають концентрова­ну азотну кислоту і випарюють насухо. Для позбавлен­ня від решток вуглецю використовують метод випарю­вання із соляною кислотою на піщаній бані. Елементи мінерального залишку визначають за допомогою пев­них хімічних реакцій.

У деяких випадках застосовують метод мінераліза­ції зразка вологим способом за допомогою таких речо­вин, як азотна кислота, азотна кислота і соляна кислота з добавкою перекису водню, сірчана кислота і соляна кислота. У досліджувану пробу доливають суміші кис­лот, залишають на певний період до обвуглення рослин­ної маси. Після цього розчин підігрівають на слабкому вогні 5-7 хв. до утворення однорідної коричнево-бурої маси, температуру озолення підвищують і продовжу­ють його. Повне озолення триває 15-20 хв. Після його закінчення розчин охолоджують, розбавляють дисти­льованою водою і визначають потрібні елементи, засто­совуючи характерні для того чи іншого елемента хіміч­ні реакції.

Отже, головною умовою достовірності результатів біомоніторингу є правильне відбирання рослинної проби, її підготовка до аналізу та проведення самого аналізу.

Контрольні питання

1. Що таке біоіндикація? Які переваги методу біоіндикації над інструментальними методами оцінки стану навколишнього середовища?

2. Які забруднюючі речовини, які впливають на рослинний покрив, є основними, а які другорядними?

3. Що таке рослина-індикатор, рослина-монітор? Що спільного та відмінного є в них?

4. Які рослини використовують частіше як біомонітори і чому?

5. Проаналізуйте реакції рослин на забруднення.

6. У який спосіб проводять відбір і підготовку зразків біологічних матеріалів?