БИОИНДИКАТОР – группа особей, по наличию, состоянию и поведению которых судят об изменениях в среде, в том числе о присутствии и концентрации загрязнителей.
БИОИНДИКАЦИЯ – оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию ее биоты в природных условиях.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ ВОДЫ – оценка качества воды по наличию водных организмов, являющихся индикаторами ее загрязненности (ГОСТ 27065-86).
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ (биоиндикаторы) – организмы, реагирующие на изменения окружающей среды своим присутствием или отсутствием, изменением внешнего вида, химического состава, поведения. При экологическом мониторинге загрязнений использование биологических индикаторов часто дает более ценную информацию, чем прямая оценка загрязнения приборами, так как биологические индикаторы реагируют сразу на весь комплекс загрязнений. Кроме того, обладая «памятью», билогические индикаторы своими реакциями отражают загрязнения за длительный период. На листьях деревьев при загрязнении атмосферы появляются некрозы (отмирающие участки). По присутствию некоторых устойчивых к загрязнению видов и отсутствию неустойчивых видов (например, лишайников) определяется уровень загрязнения атмосферы городов.
При использовании биологических индикаторов важную роль играет способность некоторых видов аккумулировать загрязняющие вещества. Последствия аварии на Чернобыльской АЭС были зафиксированы в Швеции при анализе лишайников. Сигнализировать о повышенном содержании бария и стронция в окружающей среде могут береза и осина неестественно зеленым цветом листьев. Аналогично в ареале рассеяния урана вокруг месторождений лепестки иван-чая становятся белыми (в норме – розовые), у голубики темно-синие плоды приобретают белый цвет и т. д.
Для выявления разных загрязняющих веществ используются разные виды биологических индикаторов: для общего загрязнения – лишайники и мхи, для загрязнения тяжелыми металлами – слива и фасоль, диоксидом серы – ель и люцерна, аммиаком – подсолнечник, сероводородом – шпинат и горох, полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) – недотрога и др. Используются и так называемые «живые приборы» – растения-индикаторы, высаженные на грядках, помещенные в вегетационные сосуды или в специальных коробочках (в последнем случае используют мхи, коробочки с которыми называются бриометрами).
«Живые приборы» устанавливают в наиболее загрязненных частях города. При оценке загрязнения водных экосистем в качестве биологических индикаторов могут использоваться высшие растения или микроскопические водоросли, организмы зоопланктона (инфузории-туфельки) и зообентоса (моллюски и др.). В средней полосе России в водоемах при загрязнении воды разрастаются роголистник, рдест плавающий, ряски, а в чистой воде – водокрас лягушачий и сальвиния. С помощью биологических индикаторов можно оценивать засоление почвы, интенсивность выпаса, изменение режима увлажнения и т. д. В этом случае как биологический индикатор чаще всего используется весь состав фитоценоза. Каждый вид растений имеет определенные пределы распространения (толерантности) по каждому фактору среды, и потому сам факт их совместного произрастания позволяет достаточно полно оценивать экологические факторы.
Возможности оценки среды по растительности изучаются специальным разделом ботаники – индикационной геоботаникой. Ее основной метод – использование экологических шкал, т. е. специальных таблиц, в которых для каждого вида указаны пределы его распространения по факторам увлажнения, богатства почвы, засоления, выпаса и т. д. В России экологические шкалы были составлены Л. Г. Раменским. Широкое распространение получило использование деревьев как биологических индикаторов изменения климата и уровня загрязнения окружающей среды. Учитывается толщина годичных колец: в годы, когда выпадало мало осадков или в атмосфере повышалась концентрация загрязняющих веществ, образовывались узкие кольца. Таким образом, на спиле ствола можно видеть отражение динамики экологических условий.
Это интересно: До появления современных приборов шахтёры при добыче угля в шахтах часто использовали певчих птиц – канареек в качестве живых газоанализаторов. Канарейки очень чувствительны к газам, в том числе метану и угарному газу, и гибнут даже от незначительной их концентрации в воздухе. В прежнее время рудокопы часто брали клетку с канарейкой в шахту и во время работы следили за птицей. Если она внезапно начинала проявлять признаки беспокойства или падала, люди поспешно покидали выработку. К тому же эти птички имеют свойство постоянно петь, что являлось звуковой сигнализацией: пока слышалось пение, можно было работать спокойно.
На протяжении нескольких веков горное законодательство Великобритании в обязательном порядке предписывало держать в шахтах канареек для обнаружения газа. Птиц использовали в такой роли до 1986 года, а соответствующая статья оставалась в правилах безопасности для горных работ вплоть до 1995 года.
