Биоиндикация загрязнения воздуха с помощью мхов¶

Биоиндикация загрязнения воздуха с помощью мхов — метод оценки качества атмосферного воздуха, основанный на реакции мхов (отдел Bryophyta) на содержание загрязняющих веществ. Мохообразные не имеют развитой корневой системы и кутикулы, воду и растворённые вещества поглощают всей поверхностью, поэтому их ткани накапливают поллютанты пропорционально их концентрации в атмосферных осадках и воздухе. Это делает мхи удобным индикатором аэротехногенного загрязнения, прежде всего тяжёлыми металлами и соединениями серы.

¶Биологические предпосылки

Ключевые особенности мхов, определяющие их ценность как биоиндикаторов:

• отсутствие настоящих корней — минеральное питание идёт из атмосферы;
• слабое развитие кутикулы и проводящих тканей — газы и аэрозоли проникают в клетки напрямую;
• способность длительно удерживать и накапливать элементы, не выводя их с опадом;
• высокая площадь поверхности относительно массы;
• медленный рост и многолетний жизненный цикл, что позволяет фиксировать интегральную нагрузку за годы.

Благодаря этому мхи реагируют на загрязнение раньше, чем сосудистые растения, и служат чувствительным и вместе с тем накопительным индикатором.

¶Методы

¶Пассивный мониторинг

Основан на отборе образцов мхов, произрастающих естественно. Наиболее распространён вид Sphagnum и эпифитные мхи, например Hypnum cupressiforme и Pleurozium schreberi. Сравнивают участки вблизи источников выбросов и на условно фоновых территориях. Показатель — концентрация элементов в сухой массе.

¶Активный мониторинг (трансплантация)

«Моховые мешки» (moss bags): порции мха помещают в сетчатые контейнеры и экспонируют в точках наблюдения 1–3 месяца. Метод позволяет задавать сроки экспозиции и сопоставлять накопление в стандартных условиях.

¶Аналитические измерения

Содержание элементов определяют методами атомно-абсорбционной спектрометрии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), нейтронно-активационного анализа. Сера и азот оцениваются по соотношениям изотопов и по концентрации в тканях.

¶Индикаторные показатели

¶Применение

Метод используют для картирования зон загрязнения вокруг промышленных центров, тепловых электростанций, горнодобывающих районов и крупных автодорог. Мхи позволяют строить карты распределения поллютантов при относительно низкой стоимости и без сложного оборудования на этапе отбора. В России и странах Европы выполнены обширные исследования по атмосферному осаждению тяжёлых металлов с использованием Pleurozium schreberi и Hylocomium splendens.

¶Ограничения

• видовая специфика накопления — разные мхи накапливают элементы неодинаково;
• влияние локальных факторов: увлажнения, кислотности субстрата, возраста побегов;
• сложность разделения атмосферного и почвенного поступления;
• необходимость фоновых точек для нормирования;
• сезонная изменчивость концентраций.

Поэтому результаты биоиндикации дополняют инструментальными измерениями, а не заменяют их.