Bài giảng chỉ thị sinh học phân tử

CHỈ THỊ SINH HỌC CHỈ THỊ SINH HỌC Khái niệm: • Chỉ thị môi trường ( Environmental Indicator): tập hợp thông số môi trường( hóa, lý, sinh vật) đặc trưng MT Thực tế, MT chứa vô số thông số hóa, lý, sinh học xác định hết tất thông số  dựa vào 1/1 số thông số có giá trị thị Sự biến động, diện số thông số xác định đặc điểm thành phần môi trường: tác nhân gọi thị môi trường CHỈ THỊ SINH HỌC Khái niệm: • Chỉ thị sinh thái môi trường( Environmental Elogical Indicator): nghiên cứu khoa học lấy sinh vật làm thị cho tình trạng, mức độ lành hay ô nhiễm, thích hợp hay không sinh vật môi trường sinh thái • Chỉ thị sinh học( Bioindicator): nghiên cứu loài sinh vật dùng để định mức chất lượng biến đổi môi trường CHỈ THỊ SINH HỌC Khái niệm: • Sinh vật thị( Bio-indicator): cá thể, quần thể hay quần xã có khả thích ứng nhạy cảm với môi trường định Sinh vật thị loài SV mà diện thay đổi số lượng loài thị cho ô nhiễm hay xáo trộn môi trường Các loài thường có tính mẫn cảm cao với điều kiện sinh lý, sinh hoá CHỈ THỊ SINH HỌC Khái niệm: Những đối tượng sinh vật có yêu cầu định điều kiện sinh thái liên quan đến nhu cầu dinh dưỡng, DO, khả chống chịu hàm lượng định yếu tố tác động Sự diện chúng biểu thị tình trạng định điều kiện sinh thái nằm giới hạn nhu cầu khả chống chịu sinh vật CHỈ THỊ SINH HỌC Khái niệm: ▫ Các sinh vật thị:  Có thể loài, nhóm loài  Tương quan nhóm loài tổng số loài quần xã số đa dạng CHỈ THỊ SINH HỌC Khái niệm: • Chỉ số sinh học: số dùng để quan trắc chất lượng môi trường dựa tính mẫn cảm sinh vật với biến đổi môi trường ▫ 1964, Woodiwiss tính toán thị sinh học cách cân trọng lượng sinh vật có mẫn cảm với ô nhiễm chất hữu • Chỉ số sinh học dùng đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu theo thang 0-15 (0: bị ô nhiễm nặng; 15: không bị ô nhiễm) CHỈ THỊ SINH HỌC Tại dùng sinh vật để làm vật thị MT? Sự thay đổi điều kiện môi trường  ảnh hưởng thành phần động thực vật quần xã  gây nên quần tụ khác quần xã Môi trường địa điểm định phần lớn cá thể có khả cư trú điểm đó, sinh vật thị sinh học cho thay đổi môi trường (Warren ) CHỈ THỊ SINH HỌC Tại dùng sinh vật để làm vật thị MT? ▫ Một số loài có nhu cầu riêng biệt với hàm lượng định chất dinh dưỡng oxy hoà tan…(indicator species) ▫ Sinh vật tồn môi trường bị ô nhiễm bị biến đổi số lượng, tăng trưởng, tập tính…(stressor) ▫ Sinh vật tích luỹ chất ô nhiễm có phản ứng khác chất ô nhiễm (biological indicator) Phân loại thị sinh vật môi trường • Mẫn cảm: thị đặc trưng cho điều kiện môi trường không điển hình, dùng để dự đoán môi trường • Các công cụ thăm dò: loài xuất tự nhiên MT dùng để đo phản ứng loài với biến đổi MT (biến động nhóm tuổi, sinh sản, kích thước quần thể, tập tính…) • Các công cụ khai thác: loài thị cho xáo trộn hay ô nhiễm môi trường • Các công cụ tích luỹ sinh học: loài tích luỹ chất hoá học mô • Các sinh vật thử nghiệm: sinh vật chọn lọc để xác định diện hay nồng độ chất ô nhiễm 96 Các dấu hiệu tổn thương thực vật ô nhiễm không khí  Hợp chất Flo - Tác động : gây úa vàng thực vật Khí HF SiF4 làm xuất đốm màu vàng, nâu đỏ đốm cháy táp viền đỉnh kim - Thực vật mẫm cảm với hợp chất flo: chanh, lay ơn, mơ, Cây lay ơn Các dấu hiệu tổn thương thực vật ô nhiễm không khí • Đốm bệnh khí Sunfua: xuất gân viền đốm bệnh rõ ràng, non duỗi nhạy cảm • Đốm bệnh khí clo: gân lá, đường viền đốn bệnh mờ nhoè khu độ, đốm bệnh hình tròn hình dài Các dấu hiệu tổn thương thực vật ô nhiễm KK • Đốm bệnh axit nitric, peoxit acetyl: đốm màu trắng màu vàng mặt sau phán đoán ô nhiễm mức độ nghiêm trọng  TV “người lính giám sát đo lường” Ví dụ thị MT KK • Cây táo, anh đào, cà rốt: nhạy cảm với khí sunfurơ • thuốc lá, tử kim hương, hướng dương, đại mạch: nhạy cảm với khí Florua • uất kim hương, hạnh, mai, bồ đào giám sát đo lường khí Flo; Ví dụ thị MT KK • Táo, đại mạch, đào, ngô, hành tây tương đối nhạy cảm, giám sát đo lường khí Clo • Cây chân vịt giám sát đo lường ô nhiễm xạ: bình thường có màu xanh lam, bị ô nhiễm xạ nồng độ thấp biến thành màu đỏ • Ví dụ thị MT KK Kiếm lan: ▫ Nồng độ khí flo không khí ~ 40 phần nghìn tỉ  kiếm lan vòng xuất đốm bệnh ▫ Nồng độ Sunfua dioxid đạt ~ 0,3.10-6  thực vật mẫn cảm bị hại (mức 1.10-6 người ngửi thấy mùi, mức 10.10-6 dẫn tới ho, chảy nước mắt) Ví dụ thị MT KK Kim ngân hoa • Hấp thụ đề kháng mạnh với khói, bụi thành phố chất khí độc hại nhà máy chất florua, hidrocacbon, clorua hydrocacbon , sunfua • Một mẫu ngân hoa hấp thụ 11,8 mg florua hydro cacbon 13,7 mg khí clorua hydrocacbon Chất ô Nguồn nhiễm Anh hưởng đến Thời kì Anh dạng phát triển hưởng đến phần O3 Phản ứng Vết đốm, Lá già, Thịt quang hóa màu Các vết phát ngăn cản phát triển kể triển, tạo non phân tử chất PAN Phản ứng Tạo vết mạng Cây Nhiều lỗ plroxy- quang hóa mặt rỗng acetyl NO2 Nhiên liệu công Không bị chết Tuổi trung Thịt nhiệp động hẳn, tác hại đến bình (thớ) rìa SO-2 Sự đốt, chất Vết trắng, Tuổi trung Thịt thải từ sản diệp lục tố, ngăn bình phẩm xăng, phát triển, làm dầu giảm suất Liều gây hại (µg /m3) 70 Thời gian gây hại ( h) 250 4700 800 Chất ô Nguồn nhiễm HF Cl2 Etylen (CH2)n Anh hưởng đến Thời kì Anh dạng phát triển hưởng đến phần Phân bón, Chóp rìa Trưởng Thịt lá, photphat bị cháy diệp luc thành biểu bí Nhôm, nồi tố làm rụng và thớ Caramic giảm suất luyện sắt, kéo thủy tinh( rắn) Chất thải Bộ lọc Cây Nốt nhà (chóp lá) cháy trưởng máy, xí rìa, rụng thành nghiệp sản xuất Hcl Ga dầu, Rụng hoa chè Kỳ trổ Tất than, nhiên không nở hoa hoa liệu ô tô Liều gây hại (microgam /m3) 0.2 Thời gian gây hại ( h) 300 60 Động vật thị MT KK Cóc châu Mỹ (American toad): ▫ da mỏng ▫ phụ thuộc điều kiện độ ẩm cao (80% - 90%) Rùa hộp (box turtle) ▫ sống môi trường độ ẩm cao  Khi điều kiện độ ẩm nhiệt độ thay đổi, sức sống chúng bị ảnh hưởng nặng, gây tử vong Cóc Châu Mỹ Động vật thị MT KK • Mức độ ô nhiễm chì Cadmi địa phương khác phản ảnh tương ứng phần mềm loài chim bồ câu sống vùng • Tác động xăng pha chì xác định tổng lượng chì thể chim bồ câu cách đo hàm lượng chì đồng vị máu Kết luận: • Sinh vật thị liên quan mật thiết với MT • Các tập quán, đặc điểm sinh, lý, hoá sinh vật thị liên quan đến môi trường  đánh giá trạng môi trường, dự đoán thay đổi môi trường hoạch định chiến lược bảo vệ môi trường Phương pháp quan trắc Sinh vật sử dụng Những chất ô nhiễm đánh giá Nghiên cứu cấu trúc quần xã Động vật không xương Chất thải hữu chất nguy hại, giàu dinh dưỡng Các thị sinh học Động vật không xương Chất thải hữu cơ, giàu sống cỡ lớn, thực vật lớn, dinh dưỡng, axít hóa, khí tảo, địa y độc Phương pháp vi sinh vật Vi khuẩn Vật tích tụ Thực vật lớn, động vật Chất thải nguy hại, chất không/có xương sống phóng xạ Phép thử sinh học VSV, thực vật lớn, động Chất hữu cơ, khí độc, vật không xương sống, chất thải độc hại động có xương sống nhỏ Vật liệu phân hữu ... đất  Thay sinh vật thị CHỈ THỊ SINH HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC 23 Chỉ thị sinh học MT nước Một số số sinh học thị MT nước • Chỉ số mật độ, số lượng • Chỉ số ưu thế: số lượng tần suất • Chỉ số đa dạng... nhiễm phân nước 27 SINH VẬT CHỈ THỊ MT NƯỚC VI SINH VẬT CHỈ THỊ: VSV thị nhiễm phân Escoli C perfringens Streptococcus SINH VẬT CHỈ THỊ: VSV thị nhiễm phân • TẠI SAO E.coli? • Đánh giá vệ sinh. .. đa dạng CHỈ THỊ SINH HỌC Khái niệm: • Chỉ số sinh học: số dùng để quan trắc chất lượng mơi trường dựa tính mẫn cảm sinh vật với biến đổi mơi trường ▫ 1964, Woodiwiss tính tốn thị sinh học cách