Educație ecologică și resurse naturale

Indicatori biologici ai calităţii mediului şi monitorizarea biologică

Unele specii de plante şi animale pot fi utilizate pentru a monitoriza dinamica acumulării unor substanţe în mediul în care acestea trăiesc, precum şi efectele biologice ale acestora în ecosistemele respective. Aceste specii, care constituie adevăraţi indicatori biologici, pot indica efectele degradării habitatelor şi modul de acţiune al diverselor scheme de management adecvat conservării sau protecţiei anumitor componenţi structurali ai biocenozelor.

Efectul unor anumite substanţe poluante cu potenţial toxic asupra mediului, sub aspect biologic, nu este întotdeauna cunoscut. Studiile fizico-chimice pot să ofere o imagine cantitativă asupra diverselor substanţe care sunt dispersate în mediu şi uneori indicaţii asupra toxicităţii lor asupra organismului uman, însă numai monitorizarea biologică pot să confere o imagine asupra efectelor acestora asupra organismelor. Din acest punct de vedere, organismele vii sunt foarte importante pentru reliefarea efectelor poluării, deoarece prezintă unele avantaje suplimentare în comparaţie cu analizele fizico-chimice, pe care le vom prezenta în continuare.

Organismele vii pot „înregistra” continuu modificările fizice şi chimice survenite în mediul lor de viaţă, prin acumularea în timp a unor informaţii ce se regăsesc la nivelul diferitelor organe sau ţesuturi ale acestora. Uneori aceste informaţii sunt mai uşor de obţinut astfel decât prin metode şi măsurători convenţionale, dar în unele cazuri aceleaşi organisme pot distorsiona sau ascunde unele aspecte chimice legate de substanţele pe care le metabolizează. Acest fapt presupune pe de-o parte cunoaşterea detaliată a biologiei şi fiziologiei, precum şi alegerea celor mai potrivite specii în acest scop.

Indicatorii biologici pot avea o senzitivitate crescută în activitatea de monitorizare, deoarece multe specii sunt capabile să concentreze diverse substanţe în ţesuturile lor şi astfel să amplifice semnalarea unor substanţe aflate în mediu în cantităţi reduse. Astfel, pesticidele liposolubile se concentrează treptat în depozitele de grăsime ale corpului organismelor. Unele insecte polenizatoare pot concentra polen şi nectar din diferite surse situate în apropiere, fapt ce permite ca studiul polenului, de exemplu, să ofere o imagine mai completă a distribuţiei unor substanţe poluante şi într-un mod mai eficient decât prin intermediul analizelor chimice (Bromenshenk et al., 1985).

Utilizarea organismelor ca indicatori biologici conferă şi avantajul obţinerii de informaţii despre efectele unor mixturi de substanţe poluante. Prin observarea comportamentului organismelor, a creşterii şi reproducerii se pot determina efectele acestor combinaţii de substanţe potenţial nocive, chiar dacă natura unora nu este pe deplin cunoscută.

Un alt aspect interesant se referă la faptul că organismele pot oferi informaţii despre efectul poluanţilor în condiţii naturale de mediu, nu în condiţii de laborator, unde efectele pot fi diferite. Se cunoaşte faptul că unele caracteristici fizico-chimice ale biotopului pot intensifica sau atenua modul de acţiune a unor substanţe poluante.

Speciile sau grupurile de specii de organisme care sunt utilizate în monitorizarea condiţiilor de mediu particulare sunt alese în funcţie de viteza de răspuns la acţiunea factorului poluant sau pe baza sensibilităţii lor la modificarea factorilor de mediu (Cairns, 1977).

De fiecare dată metoda sau sistemul de monitorizare a anumitor factori trebuie alese în funcţie de obiectivul propus, de nivelul de cunoştinţe atins în domeniu şi de posibilitatea şi determinarea de a acţiona pe baza rezultatelor obţinute. Caracteristicile bio-ecologice al organismelor avute în vedere ca potenţiali bio-indicatori vor influenţa în mod decisiv utilitatea acestora în diferite tipuri de monitorizări biologice. Unele organisme, în special cele cu o durată scurtă de viaţă şi un ritm rapid de creştere şi dezvoltare, vor răspunde rapid schimbărilor mediale, în timp ce altele, cele cu longevitate naturală mare, pot reacţiona după un timp mai îndelungat de ordinul anilor sau deceniilor. În general speciile cu o rată a metabolismului mai ridicată sunt mai sensibile la prezenţa unor substanţe contaminante decât cele cu un metabolism mai lent, iar speciile mai puţin mobile sunt expuse o perioadă mai mare de timp la acţiunea poluanţilor decât speciile care au o mobilitate crescută.

Chiar în cadrul aceloraşi categorii, unele specii pot fi indicatori mai buni decât altele. Se cunoaşte faptul că unele componente toxice ale smogului fotochimic au rămas necunoscute până când au fost evidenţiate de studiile efectuate asupra unor plante. Astfel, studiul leziunilor observate la fasole, spanac şi struguri au indicat în anii 1950 prezenţa ozonului în smog, modul în care iarba a fost afectată a indicat prezenţa peroxi-acetil-nitratului etc. (Middleton, 1956; Bobrov, 1955; Weinstein et al., 1970).

Plantele terestre simple cum sunt muşchii şi licenii sunt adeseori mult mai sensibile la acţiune poluanţilor atmosferici decât plantele vasculare datorită modului de absorbţie a nutrienţilor, fapt ce determină concentrarea substanţelor poluante şi deci efecte vizibile mult mai rapid, chiar dacă, în comparaţie cu alte plate acestea nu sunt extrem de sensibile (Lawrey et al., 1979).