Онлайн биомониторинг как основа новой технологии непрерывного контроля экологической безопасности и защиты водной среды

Содержание

Слайд 2

10.08.08 Биомониторинг – традиционный подход Для морских экосистем приоритетным объектом мониторинга

10.08.08

Биомониторинг – традиционный подход

Для морских экосистем приоритетным объектом мониторинга и биоиндикации

является бентос.
Результаты экологического биомониторинга часто не оправдывают крайней трудоемкости и высокой затратности исследований
Слайд 3

10.08.08 Водные экосистемы -Сброс бытовых сточных вод (неочищенные и недоочищен-ные воды

10.08.08

Водные экосистемы

-Сброс бытовых сточных вод (неочищенные и недоочищен-ные воды городов и

населенных пунктов),
-Воды техногенного происхождения
-Смывы с полей удобрений и пестицидов
-Транспорт водный, наземный
-Аварии на транспорте
-Добыча полезных ископаемых на шельфе
-Отбор воды на хозяйственные нужды,
-Перенос ветром выбросов в атмосферу продуктов
промышленных предприятий,

Антропогенный пресс

Ежегодно в водоемы поступают миллионы тонн веществ различного происхождения,
с неизвестными токсикологическими характеристиками,
итоговые эффекты непредсказуемые

ЧС и техногенные воздействия, аварии
Возможные террористические акты

Ветровая эрозия почв
Смывы грунтов , оползни

Слайд 4

10.08.08 Традиционный биомониторинг: post factum (запаздывание реакции 3-7 лет) На практике,

10.08.08

Традиционный биомониторинг: post factum (запаздывание реакции 3-7 лет)

На практике, только очень длительные

(более 5-10 лет) или катастрофические изменения сообществ достоверно выявляются традиционными методами биомониторинга и биоиндикации
Сегодняшние изменения условий среды не могут быть надежно отслежены методами существующего биомониторинга.

Поселения мидий на песке, ДЗ 2006

Уровень сообществ и популяций

Слайд 5

10.08.08 Инерция - запаздывание реакции (годы) Дискретность (годы) Трудоемкость, ручной труд

10.08.08


Инерция - запаздывание реакции (годы)
Дискретность (годы)
Трудоемкость, ручной труд
Для экологической безопасности абсолютно

неэффективен
Устаревшая технология (более 100 лет)
Затратность

Традиционный биомониторинг:

Слайд 6

10.08.08 Что происходит в море сейчас ? оперативный контроль качества водной

10.08.08

Что происходит в море сейчас ?

оперативный контроль
качества водной среды и экологического

состояния водных экосистем
отсутствует
Слайд 7

10.08.08 Многоуровневая биоиндикация Многолетняя (от 3 и более лет)- в основе

10.08.08

Многоуровневая биоиндикация

Многолетняя (от 3 и более лет)- в основе традиционный биомониторинг.


Биоценотический уровень
Краткосрочная (от 6 мес до 3 лет) – параметры популяций: рост, распределение в градиенте, биохимические маркеры. Популяционный уровень
Оперативная ( от 1 часа до 6 мес) Непрерывная регистрация активности (поведение и/или сердечные сокращения), рост, биохимические маркеры.
Организменный уровень
Слайд 8

10.08.08 Импактный биомониторинг и Краткосрочная биоиндикация: южное колено Кольского залива Уменьшение

10.08.08

Импактный биомониторинг и Краткосрочная биоиндикация: южное колено Кольского залива

Уменьшение численности моллюсков из-за

загрязнения
(3- Абрам-мыс)
Отклонение от тренда нормального распределения

Macoma balthica

Уровень популяции

Слайд 9

10.08.08 Объективная оценка состояния водных экосистем невозможна без использования биологических методов

10.08.08

Объективная оценка состояния водных экосистем невозможна без использования биологических методов экологического

Оперативная

оценка
качества водной среды и экологического состояния водных экосистем
отсутствует
Слайд 10

10.08.08 ОСНОВА оперативного биомониторинга : Разработанные в Европе «биологические системы раннего

10.08.08

ОСНОВА оперативного биомониторинга :
Разработанные в Европе «биологические системы раннего предупреждения»

(BEWS) успешно и широко используются с 90-годов на ПРЕСНЫХ водах для экологического контроля состояния воды на крупных водозаборах, в зоне выпуска коллекторов крупных городов и промышленных предприятий; работают только в стационарных условиях

Уровень – организм, группа

Моллюски

Слайд 11

10.08.08 Баренцево и Черное моря; мидии: Аналоговая (самописец) Цифровая (датчик Холла)

10.08.08

Баренцево и Черное моря; мидии:
Аналоговая (самописец)
Цифровая (датчик Холла)
Уровень организма

Видео-регистрация

Оперативный биомониторинг -
регистрация

параметров естественной активности животных в режиме реального времени
Слайд 12

10.08.08 Поведение – реакция быстрая и устойчивая Уровень раскрытия створок (УРС)

10.08.08

Поведение – реакция быстрая и устойчивая

Уровень раскрытия створок (УРС)

Оперативная Биоиндикация Реакция

моллюсков на токсикант немедленная
Слайд 13

10.08.08 Оперативная биоиндикация: Рост Поведение Кардиоактивность

10.08.08

Оперативная биоиндикация: Рост

Поведение

Кардиоактивность

Слайд 14

10.08.08 Нет ритма (Впервые обнаружено) Четкий ритм (традиционная оценка) ПРИЧИНА отсутствия

10.08.08

Нет ритма
(Впервые обнаружено)
Четкий ритм
(традиционная оценка)
ПРИЧИНА отсутствия
сердечных сокращений –
условия среды,
прежде

всего- ГОЛОДАНИЕ

Кардиоритм мидии при ОТКРЫТЫХ створках

Кардиоритм мидии при ОТКРЫТЫХ створках

Слайд 15

10.08.08 Биосигнализатор токсичности: Первая отечественная установка биотестирования на протоке (1985) Принцип

10.08.08

Биосигнализатор токсичности: Первая отечественная установка биотестирования на протоке (1985)

Принцип регистрации поведенческих реакций

моллюсков

Аппарат записи движений створок моллюсков

4 – кассеты;
5 – съемная полка, для закрепления моллюска;
8 – резистор и замыкатель;
10 – прибор, регистрации

Слайд 16

10.08.08 Серийные системы «раннего предупреждения» комплексы Musselmonitor и Dreissenamonitor на основе

10.08.08

Серийные системы «раннего предупреждения» комплексы Musselmonitor и Dreissenamonitor на основе магнитных

датчиков Холла (рис.); пригодны для открытых систем, но имеют ряд технических и системных недостатков, дороги
Слайд 17

10.08.08 Цель Немедленное обнаружение опасных изменений среды средствами on-line (непрерывного) мониторинга

10.08.08

Цель

Немедленное обнаружение опасных изменений среды средствами on-line (непрерывного) мониторинга
Предупреждение распространения

загрязнения

Онлайн-биомониторинг и
Оперативная биоиндикация

Слайд 18

10.08.08 Оперативный биомониторинг Баренцево море, 2005 Установка для записи поведения моллюсков в море (прибрежье)

10.08.08

Оперативный биомониторинг Баренцево море, 2005

Установка для записи поведения моллюсков в море (прибрежье)

Слайд 19

10.08.08 Опытный образец установки оперативного биомониторинга, получения контактных данных Структура комплекса

10.08.08

Опытный образец установки оперативного биомониторинга, получения контактных данных

Структура комплекса БСМол

Оптимальное размещение

блоков комплекса

Погружной модуль

Бортовой модуль -передатчик

Слайд 20

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ПРОЕКТ - ТЕСТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО БИОМОНИТОРИНГА Французский HFNI- вальвометр (valvometer)

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ПРОЕКТ - ТЕСТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО БИОМОНИТОРИНГА Французский HFNI- вальвометр (valvometer) с

мидиями, испытания в Дальне-Зеленецкой губе, Баренцево море (2011-2016)
Слайд 21

10.08.08

10.08.08

Слайд 22

10.08.08 Биосенсорный блок Погружной модуль – ПМ Установка оперативного биомониторинга с

10.08.08

Биосенсорный блок

Погружной модуль – ПМ

Установка
оперативного биомониторинга
с применением двустворчатых моллюсков

2016

Установка ОБМ 4 поколения

Слайд 23

10.08.08 БМ - бортовой модуль, ПМ (БЭП)– – погружной модуль, подводный

10.08.08

БМ - бортовой модуль, ПМ (БЭП)– – погружной модуль, подводный кабель

БМ-ПМ

Установка оперативного биомониторинга (ОБМ) с применением двустворчатых моллюсков

Установка ОБМ 4 поколения

Слайд 24

10.08.08 Установка ОБМ: тестирование ПМ с борта НИС «Дальние Зеленцы», 2016

10.08.08

Установка ОБМ: тестирование ПМ с борта НИС «Дальние Зеленцы», 2016

Установка ОБМ: тестирование ПМ

с борта НИС «Дальние Зеленцы», 2016
Слайд 25

10.08.08 Установка ОБМ в защитной сетке под водой, Дальние Зеленцы, 2016

10.08.08

Установка ОБМ в защитной сетке
под водой,
Дальние Зеленцы, 2016

Слайд 26

10.08.08 Установка ОБМ – запись поведенческих реакций двустворчатых моллюсков в режиме

10.08.08

Установка ОБМ – запись поведенческих реакций двустворчатых моллюсков в режиме реального

времени, 2016-2017 Дальние Зеленцы, Баренцево море

Установка ОБМ – запись поведенческих реакций двустворчатых моллюсков в режиме реального времени, 2016-2017 Дальние Зеленцы, Баренцево море

Слайд 27

Оперативная биоиндикация Характер (паттерн) поведения мидий в норме и под воздействием

Оперативная биоиндикация

Характер (паттерн) поведения мидий в норме и под воздействием загрязнения

или значительных изменений условий среды

норма

воздействие

Слайд 28

10.08.08 Оперативная биоиндикация Концепция Реакция популяции начинается с реакции организма (=

10.08.08

Оперативная биоиндикация Концепция

Реакция популяции начинается с реакции организма (= суммарная

р-я всех особей)
Понять и предсказать реакции организма проще и надежнее, чем реакции сообщества
Оперативная биоиндикация как ТЕХНОЛОГИЯ возможна только на основании знания норм/диапазона реакций животных в природных условиях
Технически базируется на оn-line биомониторинге
Слайд 29

Новая технология биомониторинга Знание экологической ситуации в любой момент времени и

Новая технология биомониторинга

Знание экологической ситуации в любой момент времени и на

любом временном интервале

Он-лайн Биомониторинг обеспечивает максимальный уровень
экологической безопасности

Слайд 30

10.08.08

10.08.08