바이오 인디케이터

Bioindicator
수질 [1]지표로 사용되는 대식세포인 캐디스플라이(Trichoptera)목.

생물지표기는 기능, 개체수 또는 지위가 환경의 질적 상태를 나타낼 수 있는 모든 종(지표종) 또는 종군이다.가장 흔한 지표종은 [2]동물이다.예를 들어, 많은 수역에 존재하는 요각류와 다른 작은 물갑각류는 생태계 내의 문제를 나타낼 수 있는 변화(생화학, 생리학 또는 행동)를 관찰할 수 있다.생물지표는 생태계에 있는 다양한 오염물질의 누적 영향과 물리적, 화학적 테스트로는 [3]알 수 없는 문제가 얼마나 오랫동안 존재했는지에 대해 우리에게 알려줄 수 있다.

생물 모니터 또는 바이오모니터는 주변 [4]환경의 질에 대한 정량적 정보를 제공하는 유기체이다.따라서 좋은 바이오모노미터는 오염물질의 존재를 나타내며 노출의 양과 강도에 대한 추가 정보를 제공하기 위해 사용할 수도 있습니다.

생물학적 지표는 내성 미생물주(예를 들어 바실러스 또는 지오바실러스)[5]를 사용하여 환경의 불임성을 평가하는 프로세스에 붙여진 명칭이기도 하다.생물학적 지표는 멸균 전에 특정 환경에 내성이 높은 미생물을 도입하는 것으로 설명할 수 있으며, 멸균 과정의 효과를 측정하기 위한 시험을 실시한다.생물학적 지표가 고내성 미생물을 사용하기 때문에, 그것들을 비활성화하는 살균 과정은 더 흔하고 약한 병원체들을 죽일 것입니다.

개요

생물학적 지표는 일반적인 증상이나 측정 가능한 반응의 발생에 의해 오염물질의 존재를 드러내는 유기체 또는 생물학적 반응이며, 따라서 보다 정성적이다.이러한 유기체(또는 유기체 군집)는 생리학적, 화학적 또는 행동적으로 변화함으로써 환경 또는 환경오염물질의 양에 대한 정보를 전달하기 위해 사용될 수 있다.이 정보는 다음 연구를 통해 추론할 수 있습니다.

  1. 특정 원소 또는 화합물의 내용물
  2. 그들의 형태학적 또는 세포적 구조
  3. 대사 생화학적 과정
  4. 행동
  5. 모집단 구조

인간이 만든 장비보다는 생물모노머의 중요성과 관련성은 종이나 계통의 상태를 가장 잘 나타내는 지표가 [6]그 자체라는 관찰에 의해 정당화된다.생물학적 지표는 많은 물리적 또는 화학적 측정이 불가능한 경우 오염물질의 간접적 생물학적 영향을 나타낼 수 있다.과학자들은 생물지표를 통해 전체 [7]군집을 감시하기보다는 환경을 확인하기 위해 하나의 지표종만을 관찰하면 된다.여러 분류군의 [8]풍부한 종을 예측하기 위해 작은 세트의 지표종이 사용될 수도 있다.

바이오모노미터의 사용은 생물학적 모니터링으로 설명되며 생물권의 특정 측면에 대한 정보를 얻기 위해 유기체의 속성을 사용하는 것입니다.대기 오염 물질의 생물 모니터링은 수동적일 수도 있고 능동적일 수도 있습니다.전문가들은 관심 영역 내에서 자연적으로 자라는 식물을 관찰하기 위해 수동적인 방법을 사용합니다.활성 방법은 이미 알려진 반응 및 유전자형 테스트 식물을 연구 영역에 배치하여 대기 오염 물질의 존재를 감지하는 데 사용됩니다.

바이오모노미터의 사용은 생물학적 모니터링으로 설명된다.주변의 물리적,[9] 화학적 환경에 대한 정보를 얻기 위해 유기체의 특정 특성을 측정하는 것을 말한다.

생물 축적 지표는 흔히 바이오모노제로 간주된다.선택한 생물과 그 용도에 따라 여러 가지 유형의 생물 [10][11]지표가 있습니다.

사용하다

대부분의 경우 미리 결정된 기준 부위 내의 생물 조건에 대한 기준선 데이터가 수집된다.기준 사이트는 외부 교란(예: 인공 교란, 토지 이용 변화, 침습 종)이 거의 또는 전혀 없는 것이 특징이어야 한다.특정 지표 종의 생물학적 조건은 시간에 따라 기준 부위와 연구 영역 모두에서 측정된다.연구영역에서 수집된 데이터는 연구영역의 상대적 환경 건전성 또는 [12]무결성을 추론하기 위해 기준사이트에서 수집된 유사한 데이터와 비교된다.

일반적으로 생물학적 지표의 중요한 한계는 지리적, 환경적으로 다양한 [13]지역에 적용할 때 부정확한 것으로 보고된다는 것이다.그 결과 생물지표를 사용하는 연구자는 [14]각 지수 집합이 모니터링하려는 환경 조건 내에서 관련이 있는지 일관되게 확인해야 한다.

식물 및 곰팡이 지표

로바리아 지의류는 대기 오염에 민감하다.

생태계에서 특정 식물이나 다른 식물 생물의 존재 유무는 환경의 건강에 대한 중요한 단서를 제공할 수 있다: 환경 보존.이끼, 지의류, 나무껍질, 나무껍질 주머니, 나무 고리, 잎 등 여러 종류의 식물성 생물모충제가 있습니다.곰팡이도 지표로 유용할 수 있다.

지의류는 균류와 조류로 이루어진 유기체이다.그들은 바위와 나무 줄기에서 발견되고, 숲 구조의 변화 등 숲의 환경 변화에 반응한다. - 보존 생물학, 대기 질, 그리고 기후.숲에서 이끼가 사라진 것은 높은 수준의 이산화황, 유황계 오염물질, 질소산화물과 같은 환경적 스트레스를 나타낼 수 있다.수생계에서 조류 종의 성분과 총 바이오매스는 유기 수질 오염과 질소 및 인과 같은 영양소 부하에 대한 중요한 지표가 됩니다.환경의 독성 수준에 반응할 수 있는 유전자 조작 유기체가 있습니다. 예를 들어,[15] 토양에 독소가 있으면 다른 색이 나는 유전자 조작 풀의 일종입니다.

동물지표 및 독소

미국 까마귀(Corvus brachyrhynchos) 개체군은 웨스트 나일 바이러스에 특히 취약하며, 한 지역에서 질병의 존재를 나타내는 생물 지표 종으로 사용될 수 있습니다.

증가하든 감소하든 동물 개체수의 변화는 [16]오염을 나타낼 수 있다.예를 들어, 오염이 식물의 고갈을 야기한다면, 그 식물에 의존하는 동물 종들은 개체수 감소를 겪게 될 것이다.반대로, 과잉 개체수는 생태계에서 다른 종의 상실에 대한 반응으로 한 종의 기회주의적 성장일 수 있다.한편 스트레스 유발성 치사하 효과는 집단 [17]수준에서 반응이 발현되고 관찰되기 훨씬 전에 동물의 생리학, 형태학 및 행동에서 발현될 수 있다.이러한 치사하 반응은 인구가 어떻게 더 반응할지를 예측하는 "조기 경고 신호"로서 매우 유용할 수 있다.

오염 및 기타 스트레스 인자는 동물 조직의 독소 농도, 동물 개체 수에서 기형이 발생하는 비율, 현장 또는 [18]실험실에서의 행동, 그리고 개별 [19]생리의 변화를 평가함으로써 관찰될 수 있다.

개구리와 두꺼비

양서류, 특히 아누란(개구리 및 두꺼비)은 오염 [20]연구에서 오염물질 축적의 생물학적 지표로 점점 더 많이 사용되고 있다.무지외과는 피부와 애벌레 아가미막을 통해 독성 화학물질을 흡수하고 환경의 [21]변화에 민감합니다.그들은 오염된 음식을 [21]먹음으로써 흡수, 흡입, 또는 섭취되는 살충제를 해독하는 능력이 떨어진다.이를 통해 잔류물, 특히 유기 염소 살충제가 시스템에 [21]축적될 수 있습니다.그들은 또한 독성 화학물질을 쉽게 흡수할 수 있는 투과성 피부를 가지고 있어 양서류 [21]개체수의 감소를 야기할 수 있는 환경적 요인의 영향을 평가하는 모범적인 유기체가 된다.이러한 요소들은 인간의 [22]환경 수요 증가로 인해 서식지와 생태독성 연구에서 생물 지표 유기체로 사용될 수 있게 한다.

환경 에이전트에 대한 지식과 통제는 [citation needed]생태계의 건강을 유지하기 위해 필수적이다.농약이 [citation needed]환경에 미치는 영향을 연구하는 등 오염 연구에서 아누란은 생물 지표 생물로 점점 더 많이 활용되고 있다.이들이 사는 환경을 연구하기 위한 환경평가는 그 지역의 풍족도를 분석하고,[citation needed] 그들의 운동능력 및 발달이상인 비정상적인 형태학적 변화 등을 평가하여 실시합니다.아누란과 기형의 감소는 또한 자외선과 [22]기생충에 대한 노출 증가를 암시할 수 있다.글리포세이트와 같은 농약들의 광범위한 적용은 이러한 농약들이 이 종들이 살고 있는 수계로 흘러 들어가고 인간 [23]발달에 근접하기 때문에 그들의 수명 주기 동안 개구리 개체군에 해로운 영향을 미치는 것으로 나타났다.

연못에 사는 아누란은 육상과 수생으로 [20]구성될 수 있는 복잡한 수명 주기 때문에 오염에 특히 민감하다.태아의 발달 과정에서 형태학적 및 행동적 변화는 [24]화학적 노출과 관련하여 가장 자주 인용되는 영향이다.노출의 영향은 신체 길이 단축, 하체 질량 및 사지 또는 기타 [20]장기의 변형을 초래할 수 있습니다.느린 발달, 늦은 형태학적 변화, 작은 변성 크기는 사망의 위험과 [20]포식 노출을 증가시킨다.

갑각류

가재는 또한 적절한 [25]조건하에서 적절한 생물학적 지표로 가정되었다.

미생물 지표

화학 오염 물질

미생물은 수생 또는 육생 생태계의 건강 지표로 사용될 수 있다.미생물은 대량으로 발견되기 때문에 다른 유기체보다 표본 추출이 쉽다.어떤 미생물들은 카드뮴과 벤젠과 같은 오염물질에 노출되었을 때 스트레스 단백질이라고 불리는 새로운 단백질을 생산할 것이다.이러한 스트레스 단백질은 오염 수준의 변화를 감지하는 조기 경보 시스템으로 사용될 수 있습니다.

석유 및 가스 탐사

MPOG(Micro Prospecting for Oil and Gas)는 석유 및 가스 발생의 예상 영역을 식별하기 위해 자주 사용됩니다.일반적으로 탄화수소 저장소가 누출되거나 밀봉 압력을 극복하는 부력을 통해 지표로 누출되기 때문에 오일과 가스가 표면으로 스며드는 것으로 알려져 있다.이러한 탄화수소는 지표면 부근 토양에서 발견되는 화학 물질과 미생물의 발생을 바꾸거나 직접 수거할 수 있다.MPOG에 사용되는 기술에는 DNA 분석, 탄화수소 기반 배지에서 토양 샘플을 배양한 후 또는 배양 [26]세포에서 탄화수소 가스의 소비량을 살펴봄으로써 간단한 버그 카운트가 포함됩니다.

수질 미세조류

미세조류는 다른 많은 유기체들보다 오염물질에 더 민감하다는 것을 포함한 여러 가지 이유로 인해 최근 몇 년 동안 주목을 받았다.게다가 그것들은 자연에서 풍부하게 발생하며, 그것들은 매우 많은 먹이사슬에서 필수적인 요소이고, 배양과 분석에 사용하기 쉬우며, 사용에 관련된 윤리적 문제는 거의 없습니다.

미세조류의 중력 메커니즘(A)이 없는 경우 및 (B) 오염 물질이 있는 경우.

유글레나 그라실리스는 운동성이 있는 민물 광합성 편모충입니다.유글레나는 산도에 대해 다소 내성이 있지만 중금속이나 무기 및 유기 화합물 등 환경 스트레스에 빠르고 민감하게 반응한다.전형적인 반응은 움직임의 억제와 방향 파라미터의 변화이다.게다가 이 유기체는 취급과 생육이 매우 용이하여 생태독성 평가에 매우 유용한 도구이다.이 유기체의 매우 유용한 특성 중 하나는 중력 방향인데, 이것은 오염 물질에 매우 민감합니다.중력 수용체는 중금속, 유기 또는 무기 화합물 등의 오염 물질에 의해 손상됩니다.따라서 이러한 물질의 존재는 물기둥 내 세포의 무작위 이동과 관련이 있다.단기 검사의 경우 E. gracilis의 중력 방향은 매우 [27][28]민감합니다.파라메슘 비아우렐리아와 같은 다른 종들도 [29]중력 방향을 사용한다.

자동 생물학적 분석, 어쩌면 오염된 물 샘플의 다른번의 희석에 그들의 운동성을 측정한 장치 안에, EC50(샘플의 유기체의 50%에 영향을 미치는 농도)및no-significant 독 효과가 될 수 있는 G값( 낮은 희석률을 결정하기 위해 편모 핵 gracilis 활용할 수 있다.~하듯이ured)[30][31]

대식충류

대식충동물은 수역과[32] 육상생태계의 [33][34]생태학적 건강을 보여주는 유용하고 편리한 지표이다.이들은 거의 항상 존재하며 표본 추출 및 식별이 용이합니다.이것은 대부분의 거시 역동물이 육안으로 볼 수 있다는 사실에 기인하며, 그들은 일반적으로 짧은 수명 주기(종종 한 계절의 길이)를 가지고 있고 일반적으로 앉아 있다.[35]하천 형태와 흐름과 같은 기존 하천 조건은 거시 무척추동물 집단에 영향을 미치므로 특정 하천 형태와 특정 [35]생태 지역 내에서 다양한 방법과 지수가 적합할 것이다.몇몇 해저 대식동물들은 다양한 종류의 수질 오염에 매우 내성이 있는 반면, 다른 것들은 그렇지 않다.특정 연구 지역의 개체 수와 종 유형 변화는 하천과 강의 물리적,[9] 화학적 상태를 나타낸다.허용치 값은 열대림에서의 [37][38]인간 활동(예: 선택적 벌목 및 산불)과 같은 수질[36] 오염과 환경 악화를 평가하는 데 일반적으로 사용된다.

Ashland Ranger 구역의 Custer National Forest 부지 통합 생물학적 평가

수질검사를 위한 해저지표

해저 대식동물들은 하천이나 강의 해저지대에서 발견된다.그들은 수생 곤충, 갑각류, 지렁이, 연체동물로 이루어져 있으며 이들은 강의 [9]초목과 하천 바닥에 살고 있다.대식세포 종은 세계에서 가장 열악한 환경을 제외한 거의 모든 하천과 강에서 발견될 수 있다.그것들은 또한 대부분 모든 크기의 하천이나 강에서 발견될 수 있으며, 단기간에 [39]마르는 하천만 금지된다.하천 바닥이 너무 얕아서 [9]물고기와 같은 큰 종들을 지탱할 수 없는 지역에서 발견될 수 있기 때문에 이것은 많은 연구에 도움이 된다.해저 지표는 담수 흐름과 강의 생물학적 성분을 측정하는 데 종종 사용된다.일반적으로 하천의 생물학적 기능이 양호한 것으로 간주되면 하천의 화학적, 물리적 구성 요소도 양호한 [9]상태라고 가정한다.해저 지표는 미국에서 [9]가장 자주 사용되는 수질 검사이다.하천과 하천의 스트레스 인자의 기원을 추적하는 데 해저 지표를 사용하면 안 되지만, 관측된 스트레스 [40]인자와 종종 관련된 선원의 유형에 대한 배경을 제공할 수 있다.

글로벌 컨텍스트

유럽에서는 물 프레임워크 지침(WFD)이 2000년 [41]10월 23일에 발효되었다.그것은 모든 EU 회원국들이 모든 지표면과 지하수가 양호한 상태에 있다는 것을 보여줄 것을 요구한다.WFD는 특정 지하수 범주에 대한 생물학적 흐름 구성요소의 무결성을 추정하기 위해 회원국에 모니터링 시스템을 구현할 것을 요구한다.이 요구사항은 유럽의 하천[13] 건전성을 확인하기 위해 적용된 생체측정학의 발생률을 증가시켰다. 원격 온라인 생물 모니터링 시스템은 2006년에 설계되었다.이 서비스는 이매패류 및 현장에서의 리모트 인텔리전트 디바이스(1년 이상 작업 가능)와 데이터에서 파생된 웹 정보를 캡처, 처리 및 배포하도록 설계된 데이터 센터 간의 실시간 데이터 교환을 기반으로 합니다.이 기술은 이매패 행동, 특히 조개 틈새 활동을 수질 변화와 관련짓는다.이 기술은 여러 나라(프랑스, 스페인, 노르웨이, 러시아, 스발바르(Ny-Olesundi), 뉴칼레도니아)[18]의 해안 수질을 평가하는 데 성공적으로 사용되어 왔다.

미국에서 환경보호청(EPA)은 1999년에 [1][42][43]수질 평가를 위한 주변 동물과 어류뿐만 아니라 대식세포의 측정에 기초한 신속한 생물 사정 프로토콜을 발표했다.

남아프리카공화국의 경우, SASS(Southern African Scoring System) 방법은 해저 대식동물(bentic macroinverteimals)에 기초하고 있으며, 남아프리카공화국 하천의 수질 평가에 사용된다.SAS 수생 생물 모니터링 도구는 지난 30년 동안 개량되어 현재는 ISO/IEC [35]17025 프로토콜에 따라 5번째 버전(SASS5)에 있습니다.SAS5 방법은 남아프리카 수자원부에서 국가 하천 건강 프로그램과 국가 하천 데이터베이스를 제공하는 하천 건강 평가를 위한 표준 방법으로 사용한다.

골뱅이의 임펙스 현상은 암컷의 음경 이상 발육으로 이어지지만 불임의 원인은 아니다.이 때문에 이 종은 말레이시아 [44]항구의 유기 주석 화합물에 의한 오염의 좋은 지표로 제시되어 왔다.

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추가 정보

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외부 링크

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