8

Uvod

Industrijska proizvodnja i saobraaj su antropogene aktivnosti koje doprinose poveenju koncentracija zagaujuih materija u ivotnoj sredini. U poslednjih nekoliko decenija, u svetu i kod nas, povean je interes za korienjem biljaka ili delova biolokih sistema u praenju nivoa zagaenosti ivotne sredine, tzv. biomonitoring. Biomonitoring svakako predstavlja alternativnu i jednostavnu metodu u poreenju sa standardnim merenjima pomou instrumenata. Biomonitori predstavljaju organizme, delove organizama ili zajednicu organizama koji izloeni razliitim vrstama zagaenja daju informacije o kvalitetu i stanju ivotne sredine.Dobijene informacije mogu imati znaajan doprinos u odrivom razvoju i razvoju strategija za spreavanje ili smanjenje tetnih uticaja na okolinu.Mnoge biljne vrste pokazuju osetljivost na razliite zagaujue supstance. Prema brojnim dosadanjim istraivanjima mahovine su se pokazale kao veoma dobri biomonitori zagaenosti vazduha.Upravo zahvaljujui ovim morfoloko-fiziolokim osobinama, mahovine predstavljaju dobre biomonitore zagaujuih supstanci, prvenstveno tekih metala, prisutnih u okolnom vazduhu. Teki metali, kao zagaujue supstance u ivotnoj i radnoj sredini su ozbiljan zdravstveni i ekoloki problem zato to su toksini, nisu biorazgradivi i mogu veoma dugo da se zadravaju u ivotnoj sredini.

Aktivni biomonitoring predstavlja izmetanje mahovina iz njihovog prirodnog stanita i izlagnje na lokacijama sa kojih one odsustvuju gradske sredine, industrijske zone i druge zagaene sredine, s ciljem praenja kvaliteta vazduha.Laboratorija za fiziku iz okoline Beograda uspeno je realizovala nekoliko projekata koji se zasnivaju na korienju metode aktivnog biomonitoringa kvaliteta vazduha pomou mahovina.

BiomonitoringBiomonitoringje organizovan sistem praenja biolokih promena u vremenu i prostoru koji na najbolji nain odslikava kompleks prirodnih i antropogenih pojava, uticaja i procesa. Biomonitoring je nauni tehnika za procenu ljudske izloenosti prirodnim i sintetikim jedinjenjima u ivotnoj sredini. Ona se zasniva na analizi ljudskih tkiva i tenosti i daje jedini direktni metod utvrivanja da li su ljudi bili izloeni posebnim supstancama, kojem intenzitetu izloenosti, i kako oni mogu biti menji tokom vremena. Biomonitoring je postao veoma koristan alat u poslednjih nekoliko godina, kao rezultat napredka u mogunostima da se izmeri sve vie i vie minimalne koliine hemikalija u ljudskom telu.

Biomonitoring je i trajno dugorono ili periodino praenje i procena biolokih i ostalih ekolokih promena (parametara) korienjem odreene metodologije. Nekoliko odlinih primera za biomonitoring su, npr. svim vozaima poznato odreivanje nivoa alkohola u izdahnutom vazduhu. Kroz istraivanja koja su bila povezan sa odreivanjem nivo alkohola u izdahnutom vazduhu vaozaa i zaposlenih, mnoge drave su propisal zakone o razlikama izmeu prihvatljivih i neprihvatljivih biomarkera nakon konzumiranje alkohola. Jo jedna dobro prouen primer biomonitoringa je odreivanje koncentracije olova u krvi dece. Koji, kod porasta koncentracije olova u krvi, ukazuje na opasnost od negativnih efekata olova na zdravlje i dalji razvoj dece.

Vrste ekolokog monitoringaMetoroloki monitoring- jedan od najorganizovanijih i najsavrenijih monitoring sistema koji je uspostavljen jo u pretprolom veku. Meteoroloki monitoring obuhvata sukcesivno praenje, osmatranje i beleenje velikog broja klimatskih parametara (vlanost vazduha, temperaturu, padavine, vazduni pritisak itd).

Fiziko hemijski monitoring ove metode su nezaobilazni segment ovog sistema, s obzirom da pruaju egzaktne podatke o prisustvu i distribuciji zagaivaa i praenju emisija i imisija zagaivaa, koji su dostupni samo u tano odreenom trenutku vremena.

Bioloki monitoring- primena ivih organizama kao bioindikatora promena u ivotnoj sredini u prostoru i vremenu. Termin bioindikatori prvi upotrebio Klements 1920. godine da bi oznaio organizme koji svojim prisustvom na stanitu jasno ukazuju na ekoloke uslove stanita.

Bioindikakaciju je mogue izvoditi na svim nivoima organizacije ivih sistema, poev 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.

Bioloki monitoring je iz metodolokih razloga podeljen, u odnosu na to u kojoj od oblika ivotne sredine se prate promene, na:

Biomonitoring vazduha (bioindikatori su liajevi i mahovine)

Biomonitoring zagaenosti vodene sredine (bioindikatori promene stanja su alge, fauna bentosa, bakterije, ribe itd)

Biomonitoring zagaenosti zemljita (bioindikatori su vie biljke, odnosno vegetacija)

Biomonitoring se moe koristiti za procenu nivoa nekih hemikalija, prirodnih ili sintetikih, koje su prisutne ili koje su bile prisutne u okruenju.

Prirodne hemikalije, koje su esto predmet biomonitoring su one koje se nalaze u zemljinoj kori, kao to su elementiolovaiarsena, kao i veliki dijapazon sloenijih jedinjenja kao sastavni deohranekoju jedemo,vodekoju pijemo ivazduhakojidiemo. Ovehemikalijesu sloene supstance koje su deo mnogobrojnihbiljakaiivotinjai biolokih aktivnosti, ukljuujuipesticide, kancerogene, kao i hormonski aktivne hemikalije.

Sintetike (tj. proizvedene) hemikalije, koje su esto u centru javnog interesa, obuhvataju irok spektar jedinjenja koja su ili su proizvedena za razliite namene. Takoe, ovde spadaju i supstance koje se proizvode kao nusproizvodi sinteze i korienja ovih jedinjenja. U savremenom svetu, sintetike hemikalije su deo mnogih aspekta ljudskog ivota. One su od kljune vanosti za spreavanje i leenje bolesti, poljoprivrednoj proizvodnji i mnogim proizvodima iroke potronje i primenjuju se za podrku standardau u kome uivamo. Stoga, nije iznenaujue da mnoge od ovih hemikalija pronalaze svoj put do zemljita, vazduha, vode i hrane i na taj nain konano dospevaju u tenosti i tkiva pojedinaca.

Biomonitoringom se najbolji otkrivaju hemikalije koje opstaju u organizmu, odnosno, one koje se brzo ne izluuju. Primeri takvih materija su metali, olovo i arsen i brojni sintetike organske hemikalija, kao to su PCBs i DDT. Ove hemikalije se esto mogu nai primenom biomonitoring ne samo zato to i dalje javljaju u ljudskom telu, ve i zato to one opstaju u okruenju dugo vreme nakon to su primenjene. Izloenost ovim supstancama moe biti kontinuirano tokom dugog vremenskog perioda. Zbog kombinacija zatite ivotne sredine i bioloke upornosti, ove hemikalije se esto nalaze u ljudima u veem nivou u odnosu na druge hemikalije, ak i one koji se mogu proizvoditi ili koristiti u mnogo veim koliinama.

Meutim uporne hemikalije, bilo prirodne i sintetike, i njihove koncentracije u telu, merene biomonitoringom, su generalno gledano vrlo niske i obino u opsegu, delova na milion (ppm), delova na milijardu (ppb) ili delova na trilion (ppt). Ako se jedna vrednost (ppm) izraava kao vreme, umesto kao koncentracija, to bi bilo ekvivalentno (ppm) od 1 sekunde za 11,5 dana; 1 ppb ekvivalentno 1 sekundi za 31,7 godina, a 1 (ppt) e biti ekvivalentan 1 sekundi u gotovo 32.000 godine.

Jedina situacija u kojoj postoji visok nivo izloenosti moe nastati nakon unoenja hrane koja sadri znaajne koliine hemikalija u ivotnoj sredini. To se moe desiti ako postoji bioakumulacija i biomagnifikacija hemijskih materija koje su prole kroz lanac ishrane od organizma do organizma, na primer, od veoma malih stvorenja do velikih riba. Vii nivoi hemikalija u hrani mogu da se jave i kao rezultat neubiajenih uslova ivotne sredine, na primer, ekstremni klimatski uslovi. Na primer, neke gljivice produkuju mikotoksine na zrnu itarica u znatno poveanim koliinama kada je vreme toplo i vlano u duem vremenskom periodu.

Biomonitoring vazduha Svaki organizam u ekosistemu nam moe dati informacije o stanju svoje ivotne sredine. Mnoge biljne vrste pokazuju osetljivost na razliite zagaujue supstance. Stepen njihove osetljivosti na zagaujue supstance varira u zavisnosti od same vrste. Prema brojnim dosadanjim istraivanjima mahovine su se pokazale kao veoma dobri biomonitori zagaenosti vazduha.

Mahovine (Bryophyta) predstavljaju primitivnu u evolutivnom smislu, ali iroko rasprostranjenu grupu kopnenih biljaka. U najveem broju sluajeva mahovine su viegodinje biljke veliine od nekoliko milimetara do 60 cm. Do danas je, prema navoenju razliitih autora, na Zemlji zabeleeno izmeu 22.000 i 27.000 razliitih vrsta, a Srbija se izdvaja kao jedno od najbogatijih podruja u Evropi, sa aspekta raznovrsnosti mahovina.

Pod imenom mahovine podrazumevaju se etiri grupe niih biljaka: ronjae (Anthocerotopsida), dve vrste jetrenjaa (Marchantiopsidai Jungermanniopsida) i prave ili lisnate mahovine (Briopsida).

Najee stanite mahovina su vlane sredine, ali postoje i primeri pustinjskih mahovina i mahovina tundre, koje preivljavaju u sredinama bez prisustva vode. Buseni mahovina predstavljaju i mini ekosisteme, jer se u njima nastanjuju brojni sitni beskimenjaci, i neke bakterije.

Za razliku od viih biljaka, mahovine nemaju razvijen pravi korenov sistem, stablo i list ve samo analogne delove koji lie na pomenute organe. Usled nepostojanja kutikule na povrini listia, mahovine upijaju vodu i nutrijente iz vazduha, a time i zagaujue supstance.Upravo zahvaljujui ovim morfoloko-fiziolokim osobinama mahovine predstavljaju dobre biomonitore zagaujuih supstanci, prvenstveno tekih metala, prisutnih u okolnom vazduhu.Teki metali mogu dospeti u ivotnu sredinu iz antropogenih izvora: industrija i saobraaj, a neto manje iz prirodnih izvora: vulkanskih erupcija ili umskih poara. Teki metali, kao zagaujue supstance u ivotnoj i radnoj sredini su ozbiljan zdravstveni i ekoloki problem zato to su toksini, nisu biorazgradivi i imaju veoma dugo se zadravaju u ivotnoj sredini.

Aktivni biomonitoring predstavlja izmetanje mahovina iz njihovog prirodnog stanita i izlagnje na lokacijama sa kojih one odsustvuju gradske sredine, industrijske zone i druge zagaene sredine, s ciljem praenja kvaliteta vazduha .Biomonitoring zagaenosti vodene sredine

Procedura biolokog monitoringa vodenih organizma bazira se prvenstveno na ispitivanjima pogodnih prisutnih organizama. Veina organizama je osetljiva na promena u sredinnskim uslovima pa se oznaavaju kao organizmi-indikatori.

Organizmi-indikatori osetljivi na promene uslova sredine.

Svaka promena utie na sastav i strukturu zajednice vodenih organizama. Populacije i zajednice su dinamike celine sa kontinuirano promenljivim karakteristikama koje se manjeju obino u okviru granica uslovljenih uslovima sredine i unutranjim faktorima.

Zagaenje-dodatno svojstvo sredine koje dovodi do promena izvan uobiajnih granica. Organizmi koji ive u zagaenoj vodi razlikuju se od organizama koji ive u istoj vodi. Karakteristina pojava u zagaenoj sredini jeste smanjenje raznovrsnosti zajednice i poveanje gustine populacija tolerantnih vrsta. Biloki monitoring kao sistem osmiljen za praenje promena u zajednicama ekosistema pod uticajem u zajednicama ekosistema pod uticajem antropogenih faktora, u svojoj osnovnoj formi bio je primenjen znatno ranije u akvatinim nego u terestrinim ekosistemima.Lista organizama indikkatora razliitog stepena zagaenja-organskog optereenja voda i nivoa razgradnje koje su svrstane u 5 kategorija:

polisaprobni organizmi (indikatori intenzivno zagaene vode) -mezosaprobni organizmi (indikatori zagaenje vode) mezosaprobni organizmi (indikatori umereno zagaene vode) oligosaprobni organizmi (indikatori slabo zagaene vode) ksenosaprobni organizmi (katarobna zona- potpuno ista voda)Saprobnost- oznaava prisustvo odreene koliine organskih materija koje su podlone razgradnji mikroorganizama pod dejstvom egzoenzima.

Biomonitoring zagaenosti zemljitaU 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 (5-7) koje obuhvataju raspon od "najniih" do "najviih" oblika (adaptivnih tipova) u smislu odgovora na pojedini abiotiki faktor spoljanje sredine.Vaskularne biljke mogu precizno ukazati na prisustvo i intenzitet razliitih zagaujuih materija (teki metali, hemijske materije, itd.) u vazduhu i zemljitu, kako u prirodnim ekosistemima, tako i u urbanim sredinama. 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.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).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).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.ZakljuakBiomonitoring kao nauka o merenju hemikalija kod ljudi, moe da da podatke o nivou potencijalno toksinih hemikalija uivotnoj sredini,krvi,urina, ili drugim biolokim uzorcima. Biomonitoringom mogu da se prikupe vaneinformacijeojavnom zdravlju, koje se ne mogu obezbediti tradicionalnim praenjem stanja uvazduhu,vodi,zemljitu. Direktnamerenja koncentracije hemikalija uljudima, u kombinaciji sa informacijama o njihovojtoksinostii moguim izvorima ekspozicije, moe da pomognenaunicimaipolitiarimada odgovore na pitanja.Literatura[1] http://www.bio.bg.ac.rs[2]http://bk.docsity.com/sr-dokumenti/ext/Biomonitoring_i_bioremedijacija_Part2-slajdovi-Ekologija_pdf#login-modal[3] Jokanovi M. : Toksikologija. Farmaceutski fakultet u Beogradu, 2001[4] www.wikwpwedia.com[5] Miloevi M,. Vitorovi S,. Osnovi toksikologije (1985), Nauna knjiga, Beograd[6] Popovi D. : Toksikologija, Izvod sa predavanja, Fakultet zatite na radu u Niu, 2008