|
برای ارزیابی صحیح درجه آلودگی در یک اکوسیستم و یا انجام عملیات های نظارت زیستی، در ابتدا مشخص کردن سطح پیش زمینه آلودگی, در محیط زیست (هوا، آب، خاک) و در موجودات زنده ضروری است. سطح پیش زمینه را می توان به شیوه های مختلف تفسیر نمود: ممکن است به عنوان یک سطح پیش صنعتی (قبل از هر فعالیت انسانی)؛ به عنوان یک سطح طبیعی (شرایط متوسط یک منطقه یا ناحیه که در آن ممکن است فعالیت انسانی وجود داشته باشد، اما در وضعیت خوب حفاظت قرار دارد)؛ یک سطح استاندارد (بر اساس مراجع جهانی جغرافیایی)؛ یا حتی یک سطح صفر (غلظت یک عنصر در محیط زیست یا یک ارگانیزم قبل از توسعه یک فعالیت خاص که مستقل از درجه حفاظت است؛ کاربیریرا و همکاران، 2000؛ Cecchetti andConti، 2000) تفهیم شود.
مطابق با Carballeira et al. (2000)، زمانی که سطح پیش زمینه مشخص شده باشد, عامل (ضریب) آلودگی را می توان برای ارزیابی وضعیت حفاظت از یک اکوسیستم یا برای نظارت بر وضعیت آن مورد استفاده قرار داد. این, ارتباط بین سطح یک آلاینده موجود در زیاگان و یا محیط زیست و یک مقدار مرجع است که یک مرحله مشخص (پیش صنعتی، طبیعی، صفر) را نشان می دهد.
که در آن به ترتیب CF = ضریب آلایندگی برای زیاگان (b) یا محیط زیست (هوا, آب, خاک) (a)؛ C = غلظت آلاینده در زیاگان (b) یا در محیط زیست (a)؛ BL = سطح پیش زمینه آلاینده در زیاگان (b) یا در محیط زیست (a) می باشد.
اگر سطح پیش زمینه, یک مرجع با فاز صفر باشدد, مشاهده تکامل یک آلاینده (از نظر فضا و زمان), در طی یک فرایند آلوده شدن برای ما میسر خواهد شد. این مفهوم را می توان برای مشاهده نرخ آلودگی زدایی در یک اکوسیستم (تاثیر مثبت) استفاده نمود.
سیستم طبقه بندی زیست محیطی با شروع کردن از عوامل آلایندگی به دست آمده برای هر آلاینده حاضر در محیط زیست یا ارگانیسم ها تحقق می یابد. زمان ارزیابی CFهای به دست آمده, در نظر گرفتن عدم قطعیت های حاصل از موارد زیر لازم است: نمونه برداری؛ تغییرات فضا و زمان برای نمونه ها؛ شاخص های سن و وضعیت ارگانیسم ها, و غیره. به طور کلی, یک CF که بالای یک تعداد معین است (به طور کلی, 1.5, 2 یا 3 برابر BL), به عنوان سطح مینیمم در نظر گرفته می شود که تحت آن, دیگر ارجاع به آلایندگی معین دیگر ممکن نیست. تعیین وضعیت یک آلایندگی می تواند از یک مقیاس خطی, یا در شرایط آلایش سطح-بالاتر, از یک مقیاس نوع نمایی پیروی کند.
3. گلسنگ ها به عنوان شاخص های زیستی آلودگی هوا
گلسنگ ها, نتیجه ارتباط همزیستی یک قارچ و یک جلبک در نظر گرفته می شود. به طور دقیق تر, اصطلاح, “جلبک” یک سیانوباکتری یا یک کلروفیسی را نشان می دهد؛ قارچ معمولاً یک آسکومیسیت است, هرچند در موقعیت های نادر, ممکن است یک باسیلیومیسیت یا یک فیکومیسیت باشد.
در این رابطه، جلبک, بخشی است که با تشکیل مواد مغذی اشغال می شود، از آنجا که حاوی کلروفیل است، در حالی که قارچ, آب و مواد معدنی را برای جلبک تامین می کند. این ارگانیسم ها, چند ساله هستند و در طول زمان, مورفولوژی یکنواخت را حفظ می کنند. آنها به آرامی رشد می کنند و وابستگی زیادی به محيط زيست برای تغذيه خود دارند و به طور متفاوت از گياهان آوندی, بخش های آنها در حين رشد نمی ریزند. علاوه بر اين، فقدان کوتیکول یا استوم در آنها به معنی آن است که آلاینده های مختلف بر روی کل سطح ارگانیسم جذب می شوند (Hale، 1969، 1983).
در سال 1866، یک مطالعه در مورد گلسنگ های اپی فیتیک منتشر شد که به عنوان نشانگرهای زیستی (Nylander، 1866) استفاده می شدند. گلسنگ ها, بیشتر از همه به عنوان شاخص های زیستی کیفیت هوا مورد مطالعه قرار گرفته اند (Ferry et al. 1973). آنها به عنوان “سیستم های کنترل پایدار” برای ارزیابی آلودگی هوا (Nimis et al.، 1989) تعریف شده اند.
با توجه به حساسیت آنها نسبت به عوامل مختلف زیست محیطی است که می توانند تغییرات در برخی از مولفه های خود و / یا پارامترهای خاص را تحریک نمایند, در طول 30 سال گذشته، مطالعات بسیاری بر احتمال استفاده از گلسنگ ها به عنوان شاخص های زیستی کیفیت هوا تاکید نموده اند (Brodo، 1961؛ Rao and LeBlanc، 1966؛ SchoÈnbek، 1968؛ Hawks-worth، 1971؛ Gilbert، 1973؛ مندز و Fournier، 1980؛ Lerond، 1984؛ St Clair و Fields؛ 1986؛ St Clair و همکاران، 1986؛ گالون و Ronen، 1988؛ Showman، 1988؛ Nimis، 1990؛ Oksanen و همکاران، 1991؛ Loppi و همکاران، 1991؛ 1992a، Seaside، 1992، 1996؛ Halonen و همکاران، 1993؛ Gries، 1996؛ Loppi، 1996؛ Hamada و Miyawaki، 1998). برای این منظور، بسیاری از پارامترهای فیزیولوژیکی برای ارزیابی آسیب زیست محیطی به گلسنگ ها استفاده می شوند، مانند: فتوسنتز (Ronen et al.، 1984؛ Calatayud et al.، 1999)؛ محتوا و تخریب کلروفیل (Kardsh et al.، 1987؛ Garty et al.، 1988؛ Balaguer and Manrique، 1991؛ Zaharopoulou et al.، 1993)؛ کاهش ATP؛ تغییرات در سطوح تنفس (Kardish و همکاران، 1987)؛ تغییرات سطح اکسین های اندوژن؛ و تولید اتیلن (Epstein و همکاران، 1986؛ Garty و همکاران، 1993).
علاوه بر این، قرار گرفتن در معرض SO2 در آزمایشگاه سبب آسیب غشائی به سلول های گلسنگ می شود (Fields and StClair، 1984) می شود. مطالعات بسیاری, یک همبستگی مثبت بین مقدار گوگرد گلسنگ ها و SO2 موجود در جو را نشان می دهند (Takala و همکاران، 1985؛ Rope and Pear-son، 1990؛ Silberstein و همکاران، 1996).
نویسندگان مختلف گزارش می دهند که غلظت کلروفیل a + b به واسطه آلودگی های ترافیکی وسائط نقلیه (LeBlanc و Rao، 1975؛ Ronen and Galun، 1984؛ Car-reras et al.، 1998) و انتشارهای گلخانه ای شهری (Zambranoand Nash، 2000) تغییر یافته است. به طور کلی، گلسنگ هایی که در مناطق با ترافیک وسیله نقلیه شدید رشد می کنند، افزایش در غلظت کلروفیل a + b را نشان می دهند که متناسب با افزایش ها در انتشار گازهای گلخانه ای می باشد. چنین اثراتی به طور کلی ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای ترافیک و به ویژه اکسیدهای سولفور و نیتروژن می باشد. در مناطق با ترافیک شدید وسائط نقلیه و سطوح بالایی از آلودگی صنعتی، مقادیر بالایی برای نسبت های کلروفیل b / کلروفیل a به دست می آید.
به نظر می رسد ترافیک هوایی, و به ویژه اثرات از کروسن و بنزن، اثر کمتری بر جمعیت گلسنگ ها نسبت به ترافیک خودروها دارد. این در یک مطالعه از فرودگاه هامبورگ (Rothe and Big-don، 1994) نشان داده شده است.
گلسنگ ها را می توان به عنوان شاخص های زیستی و/یا ناظرهای زیستی به دو شیوه مورد استفاده قرار داد (Richardson، 1991؛ Sea-ward، 1993 ؛ Gries، 1996):
.1با نقشه برداری از تمام گونه های موجود در یک منطقه خاص (روش A)؛ و
.2از طریق نمونه گیری فردی از گونه های گلسنگ و اندازه گیری آلاینده های تجمع یافته در بدنه گیاه؛ یا توسط پیوند گلسنگ ها از یک منطقه غیرآلوده به یک منطقه آلوده شده، و سپس اندازه گیری تغییرات مورفولوژیکی در بدنه گلسنگ و / یا ارزیابی پارامترهای فیزیولوژیکی و / یا ارزیابی تجمع زیستی آلاينده ها (روش B)4. گلسنگ ها در کنترل آلودگی زیست محیطی
4.1 روش شاخص خلوص اتمسفر (IAP) (روش A)
تغییرات ترکیبات در جوامع گلسنگ با تغییرات در سطوح آلودگی هوا مرتبط هستند. کاربرد روش A, تشریح یک IAP را میسر می سازد. این روش (LeBlanc و De Sloover، 1970) امکان تعیین کیفیت هوا در یک منطقه مشخص شده را فراهم می کند. IAP, یک ارزیابی از سطح آلودگی اتمسفری را ارائه می دهد که براساس تعداد (n)، فرکانس (F) و تحمل گلسنگ های حاضر در منطقه مورد مطالعه است. بیست فرمول متفاوت برای محاسبه IAP وجود دارد و اینها می توانند تا سطح خوبی از تقریب, درجات هشت آلاینده اتمسفری اندازه گیری شده با استفاده از ایستگاه های کنترل خودکار (SO2، NOx، Cl، Cd، Pb، Zn، و گرد و غبار, آمن و همکاران، 1987) را پیش بینی کنند.
فرمولی با بالاترین همبستگی با داده های آلودگی، فرمولی است که فقط فرکانس (F) گونه های گلسنگ موجود در یک شبکه نمونه گیری متشکل از 10 حوزه را به عنوان یک پارامتر در نظر می گیرد:
F, فرکانس (حداکثر 10) برای هر گونه iام است که به عنوان تعداد مستطیل ها در شبکه محاسبه می شود (یک مستطیل با ابعاد 30 در 50 سانتیمتر، که به 10 حوزه با اندازه هر یک, 10 در 15 سانتیمتر تقسیم می شود) که در آن یک گونه معین ظاهر می شود (Herzig و اورک، 1991). نشان داده شده است که روش فرکانس, پیش بینی سطوح آلودگی با قطعیت بیش از 97٪ را ممکن می سازد (LoPorto و همکاران، 1992؛ Gottardini و همکاران، 1999).
روش A، انتخاب ایستگاه های نمونه گیری بر اساس حضور درخت های مناسب که مشاهده گلسنگ بر روی آنها ممکن است را پیش بینی می کند. مشکل این روش در یافتن گونه های یکسان درخت در سایت های مطالعه به منظور میسر نمودن مشاهدات یکسان است. مثلا در ایتالیا, درختان Tilia، Acer، Quercus و دیگر گونه ها استفاده می شوند. در صورتی که گونه ها به طور کامل یکنواخت نباشند، مشاهدات با استفاده از گونه های مختلف دیگر درختان میسر است. در هنگام انتخاب درختان مناسب، در نظر گرفتن وضعیت آسیب به پوست و همچنین شیب تنه (باید <10٪ باشد) و محیط (حداقل 70 سانتی متر) لازم است.
علامت گذاری های متناوب در همه گونه های گلسنگ حاضر در شبکه (که به صورت هفتگی و ماهانه، و غیره صورت می گیرد) صورت می گیرند. یک مقدار فرکانس (F) برای هر گونه ذکر شده ارائه می شود و این مربوط به تعداد زیرواحدهای موجود در شبکه ای است که در آن وجود دارد (حداقل = 1، حداکثر 10). سپس IAP برای هر درخت و هر ایستگاه مورد محاسبه قرار می گیرد.
به منظور ایجاد یک نقشه کیفیت هوا, می توان برای مقادیر به دست آمده, نمودار ترسیم نمود. مقادیر IAP به پنج سطح کیفی گروه بندی می شوند که در جدول 1 ارائه شده است (Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN، 1995).
بخشی اصلی مطالعات که در رابطه با کیفیت هوا در ایتالیا است, به طور عمده با آلودگی جوی در شهرک ها و شهرها یا در مناطق جغرافیایی بزرگتر سرو کار دارد، جایی که سایت های مختلف با تاثیرات مختلف مقایسه می شوند. از میان کارهای متعدد، به عنوان مثال, داده های جمع آوری شده در سایت های مختلف ایتالیا را نقل قول می کنیم: شهر ایسرنیا (Manuppella و Carlomagno، 1990)؛ استان پوتنزا (Lo Porto و همکاران، 1992)؛ شهرهای تریسته (Nimis، 1985)، یدین (Nimis، 1986)، Pistoia (Loppi etal.، 1992b)، Siena (Monaci و همکاران، 1997)، MontecatiniTerme (Loppi و همکاران، 1997a)، Trento (Gottardini et al.، 1999) و لا اسپتیا (Nimis et al.، 1990؛ Palmieri etal.، 1997)؛ منطقه ونتو (Nimis و همکاران، 1991)؛ وال دل سوزا در منطقه پیدمونت (Piervittori، 1998)؛ شهر ترامو (Loppi و همکاران، 1998b)، مناطق آتشفشانی ایتالیا (Grasso et al.، 1999)؛ شهرستان پاویا (Brusoni و همکاران، 1997) و استان ویتروبو (Bartoli و همکاران، 1997).
|