DRAVNI UNIVERZITET U NOVOM PAZARU

DEPARTMAN ZA BIOMEDICINSKE NAUKE BIOLOGIJA

BIOLOKI MONITORING ZEMLJITA

Mentor: Prof. dr

Student: Jasna BORII 09-525/2010

Novi Pazar 2011 SADRAJ

1. BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI ZEMLJITA...................................................3 2. VASKULARNE BILJKE KAO BIOINDIKATORI ...............................................................5 3. ZAKLJUAK............................................................................................................24 4. LITERATURA.......................................................................................................... 25

2

1. BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI ZEMLJITABIOLOKI MONITORING MONITORING predstavlja sistem sukcesivnih osmatranja elemenata ivotne sredine u prostoru i vremenu. Cilj je prikupljanje podataka kvantitativne i kvalitativne prirode o prisustvu i distribuciji zagaivaa, praenje emisija i imisija, izvora zagaenja i njihovog rasporeda, transporta polutanata i odreivanje njihovih koncentracija na odreenim mernim takama (Munn, 1973). Jedan od najorganizovanijih i najsavrenijih monitoring sistema je METEOROLOKI MONITORING koji je uspostavljen jo u prolom veku i pokriva mreu ogromnog broja meteorolokih stanica (I, II, III reda) irom planete. Meteoroloki monitoring obuhvata sukcesivno praenje, osmatranje i beleenje velikog broja klimatskih parametara (vlanost vazduha, temperatura, padavine, vazduni pritisak, itd.). Nezaobilazni segment monitoring sistema je BIOLOKI MONITORING koji podrazumeva primenu ivih organizama kao BIOINDIKATORA promena u ivotnoj sredini u prostoru i vremenu. Termin BIOINDIKATORI prvi je upotrebio Clements, 1920. godine da bi oznaio organizme koji svojim prisustvom na stanitu jasno ukazuju na ekoloke uslove stanita. Fiziko-hemijske metode monitoringa su nezaobilazni segment ovog sistema, s obzirom da pruaju egzaktne podatke o prisustvu i distribuciji zagaivaa i praenju emisija i imisija zagaivaa. Meutim, one nisu dovoljne same po sebi, niti mogu iskljuiti bioloki monitoring. Bioloki monitoring je iz metodolokih razloga podeljen u odnosu na to u kojoj od oblika ivotne sredine se prate promene, na: BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI VAZDUHA (pri emu se kao

bioindikatori koriste liajevi i mahovine) BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI VODENE SREDINE (bioindikatori

promene stanja su alge, fauna bentosa, zooplakton, bakterije, ribe, itd.)

3

BIOLOKI MONITORING ZAGAENOSTI ZEMLJITA (indikator-organizmi su

vie biljke, odnosno vegetacija) BIOINDIKACIJU je mogue izvoditi na svim nivoima organizacije ivih sistema, poevi od molekularnog, preko biohemijsko-fiziolokog, celularnog, individualnog, populacionog, specijskog, biocenolokog (ekosistemskog), biomskog zavrno sa biosfernim. Prednost bioloke indikacije u odnosu na fiziko-hemijske metode praenja zagaivanja ivotne sredine lei u injenici da ivi organizmi mogu da pokazuju EFEKAT AKUMULACIJE ZAGAUJUIH MATERIJA u toku dueg vremenskog perioda. S druge strane, fiziko-hemijske metode daju egzaktnije podatke, ali su oni dostupni samo u tano odreenom trenutku vremena. MDK - MAKSIMALNO DOZVOLJENA KONCENTRACIJA je ona koncentracija zagaujuih materija koja ne dovodi do promena u zdravstvenom stanju ljudi. Ove maksimalno dozvoljene koncentracije definiu i propisuju najee zdravstvene organizacije koje u ii interesovanja imaju samo ljudsku populaciju. To naravno ne znai da su to istovremeno i MDK za ostale ive organizme. Potencijalno, svaka organska vrsta moe biti upotrebljena kao bioindikator stanja ivotne sredine. Neophodan preduslov za to je poznavanje kako biologije, tako i ekologije (idioekologije) svake pojedinane organske vrste koja se koristi kao bioindikator. Potrebno je takoe poznavati i irinu ekoloke valence vrste za svaki pojedinaan faktor spoljanje sredine (temperaturu, vlanost, svetlost, pH zemljita, itd.). Ekoloka valenca svake organske vrste za bilo koji faktor spoljanje sredine moe biti ua ili ira. Taj princip se primenjuje i za koncentraciju zagaujuih materija u ivotnoj sredini. STENOVALENTNI ORGANIZMI su oni koji imaju uu ekoloku valencu, a u smislu zagaujuih materija pogodniji su za bioloku indikaciju jer se koriste za kvalitativnu analizu promena u ivotnoj sredini. EURIVALENTNI ORGANIZMI su oni koji imaju iru ekoloku valencu, a u smislu zagaujuih materija manje su pogodni za bioloku indikaciju jer se koriste za kvantitativnu analizu promena u ivotnoj sredini (koliina, odnosno brojnost organizama, gustina, itd.).

4

2. VASKULARNE BILJKE KAO BIOINDIKATORIU biolokom monitoringu zagaenosti zemljita najee se koriste VASKULARNE BILJKE (vrste, njihove populacije i fitocenoze) kao FITOINDIKATORI. U odnosu na osnovne abiotike faktore stanita (kao npr. vlanost, kiselost zemljita, koliina azota u zemljitu, svetlost, temperatura), sve populacije bilo koje biljne vrste mogu se grupisati u 5 osnovnih grupa (Landolt, 1977, Koji et al., 1994). Na svaki abiotiki faktor ivotne sredine biljne vrste odgovaraju specifinim kompleksom biohemijsko-fiziolokih, morfo-anatomskih adaptacija, kao i optim habitusom, to uslovljava postojanje itavog niza prelaznih oblika i formi u smislu ekolokih grupa biljaka u fitoindikaciji stanja ivotne sredine. Zbog toga su uvedeni BIOLOKI INDEKSI za 5 NAJOSNOVNIJIH ABIOTIKIH FAKTORA ivotne sredine i definisani su EKOLOKI INDEKSI (brojane vrednosti) za svaki navedeni faktor. Na osnovu indikatorskih vrednosti biljke su grupisane u kategorije (57) koje obuhvataju raspon od "najniih" do "najviih" oblika (adaptivnih tipova) u smislu odgovora na pojedini abiotiki faktor spoljanje sredine.

A) VLANOST - "V" Indikatorska vrednost Ekoloka grupa biljaka

1 2

Kserofite (biljke adaptirane na uslove ekstremne sue) Subkserofite (biljke koje se nalaze kako u ekstremno sunim, tako i u mezofilnim fitocenozama)

3

Submezofite (biljke koje preferiraju mezofilna stanita, ali se mogu nai i u kserofilnim fitocenozama)

4

Mezofite (biljke umereno vlanih stanita u kojima se ne javlja suni period)

5

Higro-helofite

5

6

Amfibijske i flotantne (akvatine biljke kod kojih se listovi nalaze u vazduhu ili na povrini vode)

7

Submerzne hidrofite (akvatine biljke koje su potpuno potopljene u vodu)

B) KISELOST ZEMLJITA - "K"

Indikatorska vrednost Ekoloka grupa biljaka

1 2 3

Acidofilne biljke koje se uvek nalaze na kiselom zemljitu Prelazna grupa izmeu acidofilnih i neutrofilnih biljaka Neutrofilne biljke koje se uvek nalaze na neutralnom, do slabo kiselom zemljitu

4 5

Prelazna grupa izmeu neutrofilnih i bazofilnih biljaka Bazofilne biljke koje se uvek nalaze na alkalnom zemljitu

C) KOLIINA AZOTA U ZEMLJITU - "N" Indikatorska vrednost

Ekoloka grupa biljaka

6

1

Oligotrofne (nitrofobne) biljke koje su adaptirane na zemljita koja su siromana mineralnim (nitrofobne) materijama Prelazna grupa izmeu oligotrofnih i mezotrofnih biljaka Mezotrofne biljke koje se nalaze na zemljitima koja su srednje bogata mineralnim materijama

2 3

4 5

Prelazna grupa izmeu mezotrofnih i eutrofnih biljaka Eutrofne (nitrofilne) biljke koje mogu opstati jedino na zemljitu koje je izuzetno bogato (nitrofilne) mineralnim materijama

D) SVETLOST - "S" Indikatorska vrednost

Ekoloka grupa biljaka

1

Skiofite (biljke adaptirane na uslove ekstremne zasenenosti (do 3 % pune dnevne svetlosti))

2 3

Prelazna grupa izmeu skiofita i poluskiofita Poluskiofite (biljke polusenke koje ne mogu opstati u uslovima ispod 10 % pune dnevne svetlosti)

7

4 5

Prelazna grupa izmeu poluskiofita i heliofita Heliofite (biljke adaptirane na uslove pune dnevne svetlosti)

E) TEMPERATURA - "T" Indikatorska vrednost

Ekoloka grupa biljaka

1

Frigorifilne (biljke adaptirane na niske temperature i kratak vegetacijski period). Ova grupa obuhvata alpijske i arkto-alpijske vrste. Prelazna grupa izmeu frigorifilnih i mezotermnih biljaka. Ova grupa obuhvata borealne biljaka. vrste. Mezotermne (biljke adaptirane na umerene temperature). Ova grupa obuvata srednjeevropske biljke koje su u junoj Evropi rasprostranjene u montanim oblastima.

2

3

4

Prelazna grupa izmeu mezotermnih i termofilnih biljaka. Ova grupa obuhvata veinu biljaka. submediteranskih vrsta.

8

5

Termofilne (biljke adaptirane na visoke temperature i dui vegetacijski period). Ova grupa period) obuhvata mediteranske vrste.

VASKULARNE BILJKE KAO INDIKATORI I HIPERAKUMULATORI TEKIH METALA U ZEMLJITUVaskularne biljke mogu precizno ukazati na prisustvo i intenzitet raziitih zagaujuih materija (teki metali, hemijske materije, toksini, itd.) u vazduhu i zemljitu, kako u prirodnim ekosistemima, tako i u urbanim sredinama. Primena viih biljaka u indikaciji zagaenosti zemljita zasniva se na njihovoj sposobnosti da "absorbuju " metale (posebno teke metale) i druge toksine supstance iz zemljita, transportuju ih kroz svoj organizam ili ih, na odreenom mestu akumuliraju. Pojedini od tekih metala su ak neophodni biljkama kao mikroelementi (mangan, cink, bakar, molibden). TEKI METALI se definiu kao oni hemijski elementi koji imaju karakteristike metala i koji imaju atomski broj vei od 20. Najei teki metali koji se javljaju kao zagaivai i kontaminanti zemljita su: KADMIJUM (Cd), HROM (Cr), BAKAR (Cu), IVA (Hg), OLOVO (Pb), i CINK (Zn). U biomonitoringu tekih metala najee se analiziraju listovi i kora drvea, ali je takoe preporuljiva primena korenova i rizoma u proceni zagaenja. Akumulacija tekih metala u biljkama, u veim koncentracijama, ukazuje na relativno poveanje i irenje zagaenja na stanitu.

9

U prirodnim uslovima, na zemljitima bogatim tekim metalima, naroito iznad rudnih leita, razvijaju se specijalizovane vrste ili genetiki diferencirani "hemoekotipovi", koji specifino ukazuju na prisustvo tekih metala ili nekog posebnog hemijskog elementa u podlozi. Generalno, biljke adaptirane na ovakva zemljita bogata razliitim metalima su oznaene kao METALOFITE i mogu biti indikatori tano odreenih mineralnih, odnosno rudnih naslaga na razliitim mestima na Zemlji. INDIKATORI TEKIH METALA su one vrste (mahovine, kopnene i vodene biljke itd.) koje svojim prisustvom ukazuju na postojanje, a eventualno i poveane koncentracije, pojedinih tekih metala u zemljitu.

10

11

12

13

14

HIPERAKUMULATORI se definiu kao one vrste koje su sposobne da taloe (akumuliraju) metale u koncentracijama koje su i do 100 puta vee od koncentracija koje su izmerene kod ostalih biljaka koje ne akumuliraju teke metale Do danas je detektovano preko 400 biljnih vrsta iz oko 45 familija koje su definisane kao hiperakumulatori jednog ili vie tekih metala Najvei broj biljaka hiperakumuliraju NIKL (Ni), oko 30 biljaka absorbuju ili KOBALT (Co) ili BAKAR (Cu) i/ili CINK (Zn), a mali broj biljaka akumuliraju MANGAN (Mn) i KADMIJUM (Cd) METALOFITE magaciniraju ogromne koliine tekih metala (0,5 g/kg, ak do 25 g/kg suve teine biljke), otprilike u koliinama u kojima usvajaju osnovne makroelemente, a to je i po 1000 puta vie od koliine neophodnih mikroelemenata..." (Stevanovi & Jankovi, 2001)

15

16

17

18

19

20

21

22

3. ZAKLJUAK

Razliite vrste fitoremedijacije mogu se s uspehom primeniti samo ukoliko se u potpunosti zadovolje svi kriterijumi potrebni za njihovu uspenu implementaciju. Svakako da osnovni i kljuni kriterijum jeste ispravan odabir vrste. Jedna od tih vrsta je TOPOLA, koja se u odnosu na svoje karakteristike u odnosu na fitoremedijaciju svrstava u sam vrh primenjenih biljnih vrsta. Na osnovu dosadanjih rezultata moe se rei da fitoremedijacione tehnike imaju potencijal da jednog dana i dominiraju u sferi remedijacije sredina zagaenih razliitim vrstama zagaenja. Procenjeno je (US AEC) da cena fitoremedijacije 1 akra zemljita zagaenog olovom, i to do dubine od 50 cm iznosi od 60.000 do 100.000 $, dok ostale mehanike metode uklanjanja olova sa tog zemljita kotaju od 400.000 do 1700.000 $.

23

4. LITERATURA1. Vladimir Ranelovi: Ekologija biljaka 2. B. Krsti, R. Oljaa, . Stankovi: Ekofiziologija biljaka. Novi Sad, Banja Luka, 2008. Godine3. www.google.com 4. www.wikipedia.com

24