WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 37 |

Биомониторинг атмосферного загрязнения с использованием ик спектрального анализа индикаторных видов лишайников (на примере тверской области)

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственно бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тверской государственный университет»

На правах рукописи

МЕЙСУРОВА

Александра Федоровна

БИОМОНИТОРИНГ АТМОСФЕРНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИК СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

ИНДИКАТОРНЫХ ВИДОВ ЛИШАЙНИКОВ

(НА ПРИМЕРЕ ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ)

Специальность 03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научный консультант:

доктор химических наук, профессор кафедры физической химии ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет»

Пахомов Павел Михайлович Тверь-

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ К ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ АТМОСФЕРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛИШАЙНИКОВ

1.1.Методы лихеноиндикационных исследований

1.1.1.История изучения индикационных свойств лишайников

1.1.2.Качественные и количественные особенности лихенофлор, характеризующие состояние атмосферы

1.1.2.1.Видовой состав лишайников

1.1.2.2.Синтетические индексы

1.1.3.Дополнительные источники информации о лишайниках

1.1.3.1.Морфологические и анатомические признаки

1.1.3.2.Физиологические и биохимические особенности

1.1.3.3.Химический состав лишайников

1.2.Физико-химические методы в лихеноиндикации

Глава 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1. Особенности природных условий

2.2. Хозяйство и промышленность

2.3. Данные о состоянии атмосферы

Глава 3. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1.Общая характеристика индикаторных видов лишайников

3.2.Эксперименты по воздействию различных поллютантов

3.2.1.Фумигация

3.2.1.1.Воздействие одного поллютанта

3.2.1.2.Комбинированное воздействие поллютантов

3.2.2.Искусственный дождь

3.3.Характеристика ключевых территорий

3.3.1.Антропогенно-трансформированные территории

3.3.2.Охраняемые природные территории

3.4.Фурье-ИК спектральные исследования

3.5.Дополнительные исследования

3.5.1.Световая и электронная сканирующая микроскопия

3.5.2.Длиноволновой ИК спектроскопический, атомно-абсорбционный спектроскопический и рентгенофлуоресцентный анализы

3.5.3.Анализ поллютантов в воздухе с помощью ИК газоанализатора....... Глава 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФУРЬЕ-ИК

СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА СЛОЕВИЩ ЛИШАЙНИКОВ В

МОНИТОРИНГЕ

4.1.ИК спектры образцов из фоновой зоны

4.2.ИК спектры образцов, испытавших воздействие поллютантов (модельный эксперимент)

4.2.1.Фумигация

4.2.1.1.Воздействие одного поллютанта

Серная кислота

Азотная кислота

Соляная кислота

Аммиак

Соли тяжелых металлов (нитраты свинца и кадмия)

Ароматические соединения (ксилол, толуол, фенол)

4.2.1.2.Комбинированное воздействие поллютантов

Серная и азотная кислоты

Серная и соляная кислоты

Азотная и соляная кислоты

Нитрат аммония (аммиак и азотная кислота)

Сульфат аммония (аммиак и серная кислота)

4.2.2.Искусственный дождь

4.3.Анализ индикаторной способности лишайников

Глава 5. СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ КЛЮЧЕВЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПО

ДАННЫМ ФУРЬЕ-ИК СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА СЛОЕВИЩА

HYPOGYMNIA PHYSODES

5.1.Антропогенно-трансформированные территории

5.1.1.Калининский район

5.1.1.1.г. Тверь

5.1.1.2.пос. Заволжский

5.1.2.Конаковский район

5.1.2.1.г. Конаково

5.1.2.2.пос. Редкино

5.1.3.Ржевский район

5.1.4.Торжокский район

5.1.5.Вышневолоцкий район

5.1.6.Удомельский район

5.2.Охраняемые природные территории

5.3.Специфика ключевых территорий

5.4.Результаты комплексной оценки состояния атмосферы некоторых ключевых территорий

СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ЛИШАЙНИКОВ

6.1.Концепция биомониторинга

6.2.Региональная модель биомониторинга

6.3.Перспективы использования подхода

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ВЫВОДЫ ……………………………………………………………………………. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Нарастающие темпы деградации растительного покрова и увеличение уровня загрязнения атмосферы повышают значимость проблемы охраны окружающей среды и природных экосистем. В настоящее время это проблема стала одной из наиболее важных глобальных проблем современности. Ее решение невозможно без осуществления мониторинговых исследований, позволяющих оценивать состояние окружающей среды и экосистем, выявлять динамику изменения основных характеристик. Все это определяет необходимость поиска эффективных подходов к организации мониторинговых исследований.



Существующие модели мониторинга оценивают, как правило, конкретные характеристики биоразнообразия или предполагают определение состава поллютантов в атмосфере, водной среде, почве. При этом в первом случае обычно выявляют динамику видового состава или направления изменения численности популяций (Staxng, 1969; Grodzinska, 1971; Малышева, 1996а, 2001а, б, в, 2003;

Пауков, 2001; Саксонов, 2001; Бязров, 2002, 2005; Мучник, 2003). При использовании второго подхода выясняют наличие поллютантов в различных компонентах среды. Подходы, предполагающие получение комплексной информации о составе и содержании загрязняющих веществ и характере воздействия их на живые системы пока еще не разработаны. Однако именно они позволяют организовать эффективный мониторинг экосистем, разных компонентов биоты и осуществлять раннюю диагностику основных негативных изменений состояния окружающей среды и биологических объектов.

Повысить эффективность моделей мониторинга может разработка и внедрение способов оценки состояния окружающей среды, которые базируются на синтезе разных методов анализа состояния окружающей среды. Среди них лихеноиндикация на основе Фурье-ИК спектроскопии (Edwards et al., 1998, Edwards, Perez, 1999; Holder et al., 1998, 2000; Garty et al., 2002; Уразбахтина и др., 2005). Использование данных Фурье-ИК спектроскопии будет способствовать развитию нового направление в лихеноиндикации, формированию системного подхода в организации многоуровнего мониторинга.

Предлагаемое направление синтезирует достоинства разных подходов к оценке состояния окружающей среды (лихеноиндикационного и спектроскопического) (Мейсурова, Дементьева, 2005а, б). Их более широкое использование расширит возможности мониторинговых наблюдений, повысит их эффективность. Позволит одновременно оценивать спектры поллютантов, определять доминирующие поллютанты, относительное содержание в биологических объектах, выявлять реакции биологических систем на загрязнение воздуха. Лихеноиндикация с использованием Фурье-ИК спектрального анализа позволит выявлять основные тенденции изменения химического состава в слоевище и механизмы процессов накопления и взаимодействия поллютантов с компонентами слоевища (Уразбахтина и др., 2005). Исследования разных видов лишайников позволит найти биологический тест качества среды, позволяющий диагностировать изменения разного уровня, в том числе начальные стадии воздействия поллютантов.

Однако целесообразна дальнейшая разработка этого подхода. Необходимы специальные исследования для выяснения характера отнесения полос поглощения в ИК спектрах образцов слоевища, разработка методики интерпретации ИК спектров (Мейсурова, Дементьева, 2005б; Мейсурова и др., 2006а; Мейсурова, 2012а). Большое общебиологическое значение приобретает изучение основных направлений воздействия поллютантов на живые системы (Мейсурова и др., 2007, 2008б, 2010а,б; Мейсурова, 2011а, б, Нотов и др., 2013а, б). Нужны дополнительные экспериментальные исследования для выяснения соотносительной роли разных факторов, оказывающих влияние на общее состояние биологической системы. Необходимы дополнительные эксперименты для выявления характера воздействия на лишайники наиболее распространенных загрязнителей атмосферы, источниками которых в городах является автотранспорт и промышленные предприятия.

В этой связи цель исследования – разработать и реализовать модели биомониторинга атмосферного загрязнения с использованием Фурье-ИК спектрального анализа индикаторных видов лишайников.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

провести критический анализ подходов к оценке состояния атмосферы с использованием лишайников;

выявить особенности природных условий Тверской области и ее хозяйственной и промышленной инфраструктуры, проанализировать данные о состоянии атмосферы;

разработать методические основы лихеноиндикационного подхода к оценке состояния атмосферы с использованием ИК спектрального анализа;

провести комплексную оценку состояния атмосферы ключевых территорий региона и выяснить основные направления их динамики;

разработать концепцию биомониторинга на основе данных Фурье-ИК спектрального анализа лишайников;

дать рекомендации по улучшению экологической обстановки в Тверской области.

Научная новизна Разработано новое научное направление в лихеноиндикации, предполагающее использование Фурье-ИК спектрального анализа. Впервые разработана методика интерпретации ИК спектров лишайников, испытавших воздействие поллютантов.

Предложенная концепция способствует реализации системного подхода в организации многоуровневого биомониторинга. Предлагаемое направление объединяет достоинства разных способов анализа состояния окружающей среды (лихеноиндикационного и спектроскопического), позволяет определять общий уровень загрязнения, выявлять спектр поллютантов атмосферы, доминирующие среди них, оценивать характер воздействия поллютантов на биологические системы. Впервые проведен комплексный анализ широкого спектра территорий разного типа (антропогенно-трансформированные и охраняемые природные) и предложена региональная модель биомониторинга.

Теоретическая и практическая ценность работы Разработана концепция использования Фурье-ИК спектрального анализа в лихеноиндикации. Предложена методика идентификации ИК спектров образцов лишайников. Проведена серия экспериментов по воздействию разных групп поллютантов на индикаторные виды лишайников. Она позволила выяснить специфику взаимодействия поллютантов при разных формах их поступления в слоевище, концентрации, продолжительности воздействия, видовой принадлежности лишайника.

Разработаны и реализованы модели биомониторинга, включающие данные о составе поллютантов, уровнях их содержания в слоевищах, которые представляют интерес для организации мониторинговых исследований в разных регионах.

Практическую ценность имеют материалы о состоянии атмосферы в разных районах модельного региона, рекомендации полученные на основе данных Фурье-ИК спектрального анализа индикаторных видов по улучшению экологической обстановки в регионе и организации мониторинга в заповедниках и национальных парках.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 37 |
 

Похожие материалы:

« Русецкая Наталья Юрьевна СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ХАЛЬКОГЕНОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ 03.01.04 – биохимия Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор В.Б. Бородулин Саратов 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Список используемых сокращений……………………………………………….5 Введение……………………….…………………………………………………….7 Глава 1. Обзор литературы….……………………………….…….…………14 Халькогены. Физико-химические ...»

«Орлов Алексей Владимирович РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИММУНОАНАЛИЗА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАГНИТНЫХ НАНОМАРКЕРОВ Специальность 03.01.02 – Биофизика, 03.01.08 – Биоинженерия ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: кандидат физико-математических наук Никитин П.И. Москва 2014 2 Оглавление Введение Глава 1. Обзор литературы 1.1. Антитела в иммуноанализе 1.2. Типы и форматы иммуноанализа 1.3. Основные количественные характеристики иммуноанализа . 25 1.4. ...»

« Винарский Максим Викторович ЛЕГОЧНЫЕ МОЛЛЮСКИ (MOLLUSCA: GASTROPODA: LYMNAEIFORMES) ВОДОЕМОВ УРАЛА И ЗАПАДНОЙ СИБИРИ специальность 03.02.04 – зоология диссертация на соискание ученой степени доктор биологических наук научный консультант д.б.н., профессор С.И. Андреева Омск 2014 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………. 5 Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА УРАЛО-ЗАПАДНО-СИБИРСКОГО РЕГИОНА И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ЕГО МАЛАКОФАУНЫ………………. 11 1.1. История изучения малакофауны водоемов Урала ...»

« Ильичева Екатерина Юрьевна МЕХАНИЗМЫ ВЛИЯНИЯ ИОНОВ СЕРЕБРА НА МЕТАБОЛИЗМ МЕДИ МЛЕКОПИТАЮЩИХ 03.01.04 – биохимия Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Н. В. Цымбаленко Санкт-Петербург, 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1. 1.1. Биологическая роль меди 1.2. Белки, участвующие в транспорте меди 1.3. Два типа метаболизма меди в организме млекопитающих 1.4. Животные модели, ...»

« Дулепова Наталья Алексеевна ФЛОРА И РАСТИТЕЛЬНОСТЬ РАЗВЕВАЕМЫХ ПЕСКОВ ЗАБАЙКАЛЬЯ 03.02.01 – Ботаника Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель д.б.н., c.н.с., А.Ю. Королюк Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. Материалы и методы исследования 1.1. Район и объект исследования 1.2. Методы анализа флор 1.3. Методы классификации и пространственной структуры растительности. 12 ГЛАВА 2. Физико-географическое описание и ...»

« ДЖАМБЕТОВА ПЕТИМАТ МАХМУДОВНА ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НЕФТЕПРОДУКТАМИ В ЧЕЧЕНСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ 03.02.07 – генетика Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор Сычева Л.П.; доктор биологических наук Рубанович А.В. Грозный – 2014   2 СОДЕРЖАНИЕ Список сокращений 6 Общая характеристика работы 7 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 16 1.1. Влияние загрязнений окружающей среды ...»

« БЕЛОУСОВА КСЕНИЯ ВАЛЕРЬЕВНА ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИНИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЗБУДИТЕЛЯ ТУБЕРКУЛЕЗА, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ РЕЗЕЦИРОВАННЫХ УЧАСТКОВ ЛЕГКИХ БОЛЬНЫХ ТУБЕРКУЛЕЗОМ 03.02.03 – микробиология ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научные руководители: д.м.н. Скорняков Сергей Николаевич к.б.н. Кравченко Марионелла Анатольевна Екатеринбург – 2013 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1. ЛЕКАРСТВЕННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ МИКОБАКТЕРИЙ ТУБЕРКУЛЕЗА (обзор ...»

« КОРОЛЕВА Ольга Владимировна ЛАККАЗЫ БАЗИДИОМИЦЕТОВ: СВОЙСТВА, СТРУКТУРА, МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ 03.00.04 – Биохимия ДИССЕРТАЦИЯ в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2006 Работа выполнена в группе Ферментативные основы биодеградации Института биохимии им. А.Н. Баха РАН Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Феофилова Елена Петровна доктор химических наук, профессор Савицкий Александр ...»

«ТИТОВА СВЕТЛАНА АНАТОЛЬЕВНА Влияние фитопатогенных микроорганизмов на энзиматическую активность растения-хозяина Glycine max (L.) Merr. и Glycine soja Sieb. et Zucc. 03.02.08 - ЭКОЛОГИЯ Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук Научный руководитель: к.б.н., доцент Семенова Е.А. БЛАГОВЕЩЕНСК – 2014 1 Оглавление Введение………………………………………………………………………. 4 1 Аналитический обзор литературы……………………………………… 8 1.1 Вредоносность и распространение болезней сои………………………. 8 1.2 ...»

« Неуймин Сергей Иосифович ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И АЛГОРИТМЫ МЕХАНИЗМОВ РЯДОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ВИДОВЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ РОДА AGROPYRON GAERTN. В РАЗНЫХ ЭКОТОПИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Том 1 Специальность 03.02.01 – ботаника 03.02.08 – экология (биология) Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный консультант – доктор биологических наук Шавнин С.А. Екатеринбург – 2014 2 Оглавление ВВЕДЕНИЕ ………………………………….………………………………………. 5 Глава 1. ЗАКОНОМЕРНОСТИ И ...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.