Innovative observation of the environment.Bioindicators and biomonitors: definitions, strategies and applications

Abstract

For a number of years “classical” programs for environmental monitoring are being supplemented by bioindication measures. Investigations on living organisms or their remains (e.g. peat) are used to indicate the environmental situation in either qualitative (bioindication) or quantitative (biomonitoring) terms. This provides pieces of information on environmental burdens of a region at a given point of time or on its changes with time (trend analysis). Classical bioindication often deals with observation and measurements of chemical noxae (both inorganic and organic ones) in well-defined bioindicator plants or animals (including man). In terms of analytical procedures and results there are parallel developments between progresses in bioindication and innovation in analytical methods. After some 30 years of development in bioindication there are now the following newer lines for further development: 1) more frequent inclusion of multi-element total analyses for a thorough investigation of mutual correlations in the sense of the Biological System of Elements; 2) more work on (analytical) speciation issues to proceed into real effect-oriented environmental sciences; and 3) there should and must be a focus on integrative bioindication methods because for a large number of environmental monitoring problems a single bioindicator will not provide any meaningful information: a single bioindicator is about as good as none at all. Integrative concepts such as the Multi-Markered Bioindication Concept (MMBC) provide basic means to get into precautionary environmental protection effects drawing upon such a second-generation bioindication methodology. The selected case studies in Lithuania illiustrate some new aspects for the development of integrative bioindication consept.

Jau keletą metų „klasikinės“ aplinkos stebėjimo programos yra papildomos bioindikacinėmis priemonėmis. Atliekami gyvųjų organizmų arba jų liekanų (pvz., durpių) tyrimai, siekiant nustatyti aplinkos būklę kokybiniu (bioindikacija) arba kiekybiniu (biostebėsena) požiūriu. Taip gáunama informacijos apie regiono aplinkos problemas tam tikru metu arba aplinkos pokyčius laikui bėgant (tendencijų analizė). Taikant klasikinę bioindikaciją dažnai stebimos ir organinės, ir neorganinės cheminės medžiagos, matuojamos jų koncentracijos tiksliai nustatytuose bioindikatoriniuose augaluose arba gyvūnuose (taip pat ir žmogaus organizme). Kalbant apie analizines procedūras ir rezultatus, pastebimos panašios bioindikatorių tobulinimo ir naujų analizinių metodų plėtojimo tendencijos. Bioindikacijos plėtrai vykstant jau beveik 30 metų, išskirtinos tam tìkros tolesnės plėtotės tendencijos: 1) atliekant išsamius elementų biologinės sistemos tarpusavio sąsajų tyrimus dažniau pasirenkama kelių elementų bendroji analizė; 2) daugiau dirbama (analizinis darbas) sprendžiant naujų rūšių atsiradimo klausimus siekiant pereiti prie aplinkos mokslų, nukreiptų į tikrąjį poveikį; 3) daugiau dėmesio skiriama kompleksiniams bioindikaciniams metodams, nes esant daugybei aplinkos stebėsenos problemų, pavienis bioindikatorius daug vertingos informacijos neteikia. Kompleksinės koncepcijos, pavyzdžiui, daugiaženklės bioindikacijos koncepcija, remdamosi antrosios kartos bioindikacijos metodika, numato paprastų aplinkos apsaugos prevencijos priemonių. Šiame straipsnyje pateikiami tyrimų, atliktų Lietuvoje, pavyzdžiai iliustruoja kelis naujus aspektus formuojant kompleksinę bioindikacijos koncepciją.