ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΟΙΚΟΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ

Transcript

1 ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ ΟΙΚΟΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ Ε. Μπακέας, 2013 Πηγή: Α. Βαλαβανίδης «Οικοτοξικολογία και Περιβαλλοντική Τοξικολογία», Τµήµα Χηµείας, ΕΚΠΑ, Αθήνα 2007, Κεφ.11.

2 Οι κυριότεροι τοµείς οικοτοξικολογικών ερευνών περιλαµβάνουν τις παρακάτω ενότητες : Οικοτοξικολογικές έρευνες σε υδρόβιους οργανισµούς Οικοτοξικολογικές έρευνες σε είδη άγριας πανίδας και χλωρίδας Οικοτοξικολογικές έρευνες για διάφορα ιζήµατα Οικοτοξικολογικές έρευνες εδάφους οκιµασίες τοξικότητας σε φύκια (algae) και φυτά Οικοτοξικολογική έρευνα µε δείκτες γεωλογικού τοπίου (landscapes) Οικοτοξικολογικοί βιοδείκτες σε υδρόβιους και χερσαίους οργανισµούς:

3 Παράµετροι Οικοσυστηµάτων και Μετρήσεις Οικοτοξικολογίας σε Υδρόβιους Οργανισµούς Ο σχεδιασµός των ερευνών αυτών λαµβάνει υπόψη την πολυπλοκότητα των οικοσυστηµάτων, ιδιαίτερα των υδροβίων τους διάφορους αβιοτικούς και βιοτικούς παράγοντες (ταχύτητα ανέµου, διαπερατότητα του φωτός, τροφικές αλυσίδες, βιοδιάσπαση και βιοσυσσώρευση, πληθυσµιακήοικολογία, συνεργική δράση, κλπ) που τις επηρεάζουν.

4 Η µεθοδολογία των βιολογικών δοκιµασιών σε υδρόβια οικοσυστήµατα πρέπει να είναι απλή τεκµηριωµένη να δείχνει τις άµεσες επιπτώσεις στην υδρόβια κοινότητα οικονοµική γενικά αποδεκτή Η µέθοδος πρέπει να εφαρµόζεται για µεγάλη ποικιλία χηµικών ουσιών που ρυπαίνουν τα αποτελέσµατα πρέπει να περιγράφονται µε µαθηµατικά και στατιστικά πρότυπα

5 Βιοδείκτες και Μετρήσεις Οικοτοξικότητας είκτηςβιοτικήςπληρότητας (Index of Biotic Integrity, IBI) σχεδιάσθηκε για να αποκαλύψει την ολοκληρωµένη φύση των κοινοτήτων ψαριών ανταποκρίνεται σε αλλαγές της ποιότητας του νερού Ο αρχικός δείκτης ΙΒΙ για τα ψάρια επιλέχθηκε για να µετρήσει την κατάσταση κοινοτήτων ψαριών σε σχέση µε "συγκρίσιµες" κοινότητες ψαριών σε λεκάνες απορροής. Οι τιµές των µετρήσεων χωρίζονται σε τρεις διευρυµένες οµάδες: ταξινοµική σύνθεση των ειδών και αφθονία σύνθεση των ψαριών κατά κατηγορίες τροφικού επιπέδου και ολική αφθονία σε δείγµατα και φυσική κατάσταση (ασθένειες, όγκοι, στρεβλώσεις τουσκελετού, κλπ). ΟιτιµέςτωνδεικτώνΙΒΙορίσθηκανσε 5, 3 ή 1, ανάλογαµετοβαθµότης διαφοροποίησηςαπότοδείγµααναφοράς (5 σηµαίνεισχεδόνπαρόµοιακατάσταση, 3 "µεσαίααπόκλιση" και 1 "µεγάληαπόκλισηαπότοκανονικό").

6 Βιολογικοίδείκτες Bioassays (Βιολογικέςδοκιµασίες τοξικότητας) Single species test (δοκιµασίες, τοξικότητας σε ένα είδος οργανισµού) Multispecies (microcosm, mesocosm) tests (δοκιµασίες, τοξικότηταςσε πολλά είδη οργανισµών)

7 Βιολογικοίδείκτες Biosurvey (Βιοέρευνα) Πληθυσµοί ατόµων/ειδών ανάλυση ιστών για βιοσυσσώρευση βιοδείκτες, γενετικοί ή φυσιολογίας βιοµάζα/απόδοση συντελεστές ανάπτυξης ολική µορφολογία συµπεριφορά αφθονία/πυκνότητα ειδών ποικιλία στο µέγεθος του πληθυσµού δοµή ηλικιών του πληθυσµού ασθένεια ή συχνότητα παρασιτισµού

8 Βιολογικοίδείκτες Κοινότητα/οικοσύστηµα οµή ποικιλία ειδών σχετική αφθονία µεταξύ ειδών χαρακτηριστικά είδη βιοδείκτες, ανοχή αφθονία οπορτουνιστών, ειδών που τρέφονται περιστασιακά επικρατούντα είδη δοµή τροφικής αλυσίδας κοινότητας εξαφάνιση ειδών Λειτουργία Πηλίκο παραγωγής/αναπνοής πηλίκο παραγωγής/βιοµάζας Βιογεωχηµικοί κύκλοι/ διαφυγή τροφής) αποσύνθεση Τοπίο κατακερµατισµός βιοτόπων/ γεωµετρία κοµµατιών γης σύνδεσµοι µεταξύ µεµονωµένων κοµµατιών γης συσσωρευτικές επιπτώσεις σε τοπία

9 Πρότυπα Υδρόβια Οικοσυστήµατα για Οικοτοξικολογικές Έρευνες Μικρόκοσµοι "τεχνητά υποσυστήµατα φυσικού περιβάλλοντος όπου µπορούν να αναπαραχθούν οι διάφοροι παράµετροι για επανάληψη των µετρήσεων. Οι µικρόκοσµοι περιέχουν ορισµένα τροφικά επίπεδα και παρουσιάζουν ιδιότητες σε επίπεδο οικοσυστήµατος". Μεσόκοσµοι "φυσικά κλειστοί οικοχώροι που αναπαριστούν ένα πραγµατικό οικοσύστηµα" ή "τεχνητές κατασκευές αναπαράστασης οικοσυστηµάτων, όπως µικρού µεγέθους λίµνες ή υδάτινα ρέοντα κανάλια µε αποµίµηση αβιοτικού και βιοτικού περιβάλλοντος"

10

11

12 Οι διάφορες δοκιµασίες τοξικότητας χηµικών ουσιών µπορούν να διαβαθµισθούν σε 4 επίπεδα: α) βιοδοκιµασίες τοξικότητας σε απλούς οργανισµούς, β) βιοδοκιµασίες σε πολλαπλούς οργανισµούς, γ) βιοέρευνες σε πληθυσµούς, κοινότητες (ανάλυση βιολογικών δεικτών, κλπ) και σε οικοσυστήµατα, δ) τοτέταρτοεπίπεδογιανακλείσειοκύκλοςτων οικοτοξικολογικών ερευνών πρέπει να περιλαµβάνει µελέτες πεδίου που θα αναπτύσσουν τη δυνατότητα να γίνει ολοκληρωµένη εκτίµηση του οικολογικού κινδύνου.

13

14

15 Παράµετροι Υδρόβιων Οικοτοξικολογικών Μεθόδων Οι παράµετροι που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την επιτυχία των οικοτοξικολογικών ερευνών µε µικρόκοσµους και µεσοκόσµους είναι: α. ποικιλότητα. ποικιλίαδοµής, φυσικοχηµικώνκαιβιοτικών παραγόντων µικροκόσµων και µεσοκόσµων β. αποικισµός και εγκλιµατισµός γ. παρουσίαµακροφύτων δ. χρήση διαφόρων πληθυσµών και ειδών ψαριών ε. επιπτώσεις κλιµάκωσης πειραµατικών συστηµάτων ζ. δοσολογία, ποσότητα, συχνότηταδόσεων, καιµέθοδοςεφαρµογής η. κατανοµή και τύχη χηµικών ρύπων θ. πειραµατικός σχεδιασµός και στατιστική ανάλυση

16 Βασικά Προβλήµατα των Οικοτοξικολογικών Ερευνών (α) Τα βιολογικά συστήµατα εµπεριέχουν µεγάλες ποικιλίες ειδών. (β) Η ωριµότητα ενός συστήµατος και ο εγκλιµατισµός των οργανισµών στο τεχνητό περιβάλλον των µικρόκοσµων και µεσοκόσµων (γ) Η χρήση µακροφύτων, µακροφυτικά πολυκυτταρικά φύκη, και υδρόβια νευρώδη φυτά σε τεχνητά οικοσυστήµατα (δ) Η χρήση διαφόρων πληθυσµών και ειδών ψαριών σε τεχνητά Οικοσυστήµατα (ε) Οι κλίµακες πειραµατικών συστηµάτων (στ) Η δοσολογία και η µέθοδος εφαρµογής (ζ) Ο τρόπος που οι χηµικές ουσίες-ρύποι διαχέονται στο υδρόβιο σύστηµα και η συσσώρευση, εξουδετέρωση ή διάσπαση κατά την διάρκεια των πειραµάτων (η) Ο πειραµατικός σχεδιασµός και η στατιστική ανάλυση των αποτελεσµάτων

17