Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха по флуктуирующей асимметрии древесных пород
Диагностика состояния атмосферы методами биоиндикации обуславливается высокой степенью сопряженности растительных сообществ с наличием и концентрацией загрязняющих веществ в атмосферном воздухе при низкой себестоимости исследований. Растения являются очень чувствительными индикаторами, указывающими на наличие загрязнения ранними морфологическими реакциями, как то: изменение окраски листьев, появление некрозов, преждевременное увядание и дефолиация листвы.
Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух по Днепропетровской области составляет 952,290 тыс. т из них более половины приходится на перерабатывающую промышленность: производство кокса, продуктов нефтепереработки и ядерных материалов -- 0,9%, металлургическое производство и производство готовых металлических изделий -- 91,9% т. е. 36,487 т на км2 или 343,960 кг на одного жителя.
Вклад в загрязнение атмосферы Индустриального района г. Днепропетровска вносят ряд автомагистралей, котельных и промышленных предприятий, среди которых экологически опасными являются крупнейшие транспортные артерии города проспект им. Газеты "Правда", Донецкое шоссе и ОАО "Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод". Следствием деятельности этих объектов является загрязнение атмосферного воздуха большим количеством разнообразных газообразных и конденсированных продуктов, таких как: оксиды углерода, азота и серы в 1,3-2,3 ПДК, фомальдегидом в 2,7_6,7 ПДК, бенз(а)переном в 1,6 ПДК, фенолом в 2,0 ПДК.
По мере уменьшения токсичности для растений газообразные соединения располагаются в следующей последовательности: фтор > водород > хлор > сернистый ангидрид > окислы азота > хлороводород > формальдегид > туман серной кислоты > аммиак > бензол > метанол > циклогексан > сероводород > окислы углерода; твердые аэрозоли: пыль алюминиевого производства > машиностроительного > цинкового > цементного > металлургического. Окись углерода становится токсичной для растений, когда ее концентрация превышает 1%, для сравнения содержание СО в доменном газе составляет до 30% (ОАО "Днепропетровский металлургический завод им. Петровского").
Анализ состояния загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий показывает, что загрязнение является сильным лимитирующим, а в отдельных случаях и летальным фактором для жизнедеятельности растений. Древесные растения в зоне выбросов промышленных предприятий играют роль биофильтров. На растение действуют химические и сопутствующие факторы влияния (тепловое загрязнение, засуха, засоление и т. д.). Поглощение токсикантов в избыточных количествах может привести к гибели деревьев.
Исходя из этого, выделяют три этапа, которые переживает биофильтр растения:
- 1) внутриклеточной утилизации токсикантов; 2) биохимической детоксикации; 3) некроз генерации, т. е. распад ткани.
Способность древостоя противостоять действию загрязнителей атмосферного воздуха, а также скорость, с которой зеленые насаждения смогут восстановиться после их негативного воздействия может выступать биоиндикационным признаком загрязнения атмосферы.
В связи с этим возникла необходимость оценки качества атмосферного воздуха методами биоиндикации с последующей разработкой мероприятий по улучшению экологической ситуации.
Цель работы заключалась в биоиндикации атмосферного воздуха Индустриального района г. Днепропетровска по состоянию древесной растительности.
Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
- - изучить состояние и состав зеленых насаждений Индустриального района; - установить степень загрязнения атмосферного воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев клена остролистного (Acer platanoides L.), березы бородавчатой (Betula verrucosa Ehrh.) и тополя бальзамического (Populus balsamifera); - разработать мероприятия по улучшению состояния атмосферного воздуха путем восстановления экологических функций зеленых насаждений.
Объект исследования -- зеленые зоны по улицам Байкальская, Винокурова, Донецкое шоссе, проспектам им. Газеты "Правда" и Мира. Во время натурного исследования древесных пород было отмечено следующее: все деревья растут на городских улицах, преимущественно вдоль автодорог. Почва под деревьями почти полностью покрыта асфальтом, что существенно увеличивает температуру прикорневого пространства и во многом повышает запыленность. Деревья высажены в один ряд, с большими интервалами. Ко всем этим неблагоприятным факторам добавляется зимнее засоление за счет использования для борьбы с гололедом солесодержащих материалов. На участке по пр. им. Газеты "Правда" видовая составляющая представлена кленом остролистным и березой бородавчатой, возраст деревьев 25_30 лет, плотность одно дерево на 15_18 м2. По ул. Винокурова преобладают березы и тополя, возраст 20_25 лет, плотность одно дерево на 20_25 м2. По ул. Байкальской растет только тополь бальзамический, возраст 25_30 лет, плотность одно дерево на 22_30 м2. Вдоль всего Донецкого шоссе древесный состав однообразный, растет только тополь бальзамический, возраст которой составляет примерно 20_25 лет с плотностью одно дерево на 10_14 м2. На Левобережном 3 кроме исследуемых пород встречаются также акация белая и липа. Возраст деревьев составляет примерно 20_25 лет, плотность одно дерево на 12_16 м2.
Листья деревьев покрыты толстым слоем пыли и сажи, которые являются следствием выбросов от автомобильного транспорта. Степень повреждения древостоя зависит от химического состава и агрегатного состояния токсикантов, их концентрации и продолжительности воздействия.
В растении она определяется соотношением двух прямо противоположных процессов:
- 1) скоростью поступления промышленных токсикантов во внутреннюю ткань листа и другие органы; 2) детоксикацией или включением в метаболизм без нарушения функций и структуры органов ассимиляции.
Преимущество одного из них в растении зависит от анатомо-морфологического строения листьев и их физиолого-биохимических свойств. Древесные растения в зоне выбросов промышленных предприятий играют роль биофильтров, однако поглощение токсикантов в избыточных количествах может привести к гибели дерева, которое начинается с образования хлорозов и некрозов. Как показали результаты исследований, состояние древостоя неудовлетворительное: деревья сильно ослаблены, крона редкая со значительным количеством усохших веток, верхушки в большинстве случаев сухие, листья мелкие, прирост практически отсутствует, значительные участки отмершей коры.
По ул. Байкальской и Винокурова у тополя бальзамического наблюдался точечный некроз листовой пластинки и отмирание боковых побегов. У березы бородавчатой по ул. Винокурова был отмечен краевой и верхушечный некрозы. У листьев собранного по пр. им. Газеты "Правда" на краевой и верхушечный некрозы накладывался межжилковый, что в некоторых случаях приводило к образованию некроза типа "рыбий скелет". По Донецкому шоссе у тополя отмечен точечный некроз листовой пластины и в отдельных случаях отмирание побегов. На пр. Мира, где постоянно находится большое количество автотранспорта (маршрутные такси) обнаружены следующие повреждения листьев: у березы бородавчатой -- краевой и верхушечный некрозы, у клена остролистного -- повреждения в виде пятнистого и краевого некрозов.
Показателем загрязнения атмосферного воздуха согласно О. П.Мелеховой (2007) выступает отклонение в билатеральной симметрии листовой пластины древесных пород [1, с. 74]. Согласно коэффициента флуктуирующей асимметрии степень загрязнения атмосферного воздуха Индустриального района г. Днепропетровска колеблется от сильной (Донецкое шоссе, пр. Мира, пр. им. Газеты "Правда") к слишком сильной (ул. Винокурова и Байкальская) и обусловливается качественным и количественным составом загрязняющих веществ, поступающих с выбросами автотранспорта и промышленных предприятий в атмосферу.
Методами математической статистики, исходя из величин коэффициентов асимметрии и эксцесса установлено, что значительные отклонения в билатеральной симметрии объясняются снижением концентрации загрязнителей в атмосферном воздухе по мере удаления от источника выбросов ОАО "Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод". Асимметричное распределение по кривой Максвелла типично для явлений и процессов с преобладающим влиянием какой-либо систематической причины, которой в нашем случае выступают выбросы промышленных предприятий и автотранспорта (табл. 1).
Таблица 1. Статистические характеристики флуктуирующей асимметрии
Параметр |
Acer platanoides L. |
Betula verrucosa Ehrh. |
Populus balsamifera |
Минимум |
0,046 |
0,056 |
0,063 |
Максимум |
0,081 |
0,068 |
0,090 |
Размах |
0,035 |
0,012 |
0,027 |
Среднее |
0,064 |
0,062 |
0,077 |
Медиана |
0,070 |
0,063 |
0,083 |
Стандартное отклонение |
0,015 |
0,004 |
0,012 |
Коэффициент эксцесса |
-1,87 |
-0,93 |
4,31 |
Коэффициент асимметрии |
0,62 |
0,41 |
2,04 |
Количество участков отбора проб |
15 |
12 |
8 |
Учитывая наличие многочисленных повреждений листьев и значение коэффициента флуктуирующей асимметрии становится ясно, что выполнять свое экологическое назначение "зеленых легких города" древесные растения в полной мере не способны. Поэтому для улучшения состояния атмосферного воздуха путем восстановления экологических функций зеленых насаждений необходимо провести специальные мероприятия по их восстановлению, а именно:
- - осуществить подбор видов газостойких древесных растений с учетом видового состава конкретного загрязнения и высадить их группами с соблюдением современных агротехнологий; - оздоровить почву перед проведением посадок; - уменьшить количество асфальтового покрытия и увеличить газонное, что снизит температурный режим корневой системы и уменьшит запыленность зеленых насаждений; - запломбировать дупла и срезы на деревьях, своевременно убирать больные деревья для недопущения заражения других здоровых особей группы; атмосфера биоиндикация билатеральный древесный - опрыскивать защитными эмульсиями, которые поглощают газообразные токсины; - постепенно отказаться от солесодержащих посыпных материалов зимой, с качественной заменой на более экологичные.
Подытоживая выше сказанное следует отметить, что внедрение этих мер позволит не только улучшить состояние зеленых насаждений г. Днепропетровска, но и существенно повысить качество атмосферного воздуха Индустриального района, который сильно загрязнен выбросами промышленных предприятий и выхлопными газами автомобилей судя по флуктуирующей асимметрии листовой пластинки древесных пород.
Список литературы
1. Мелехова О. П. Егорова Е. И. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. -- М.: Академия, 2007. -- 288 с.
Похожие статьи
-
Для мерных признаков величина асимметрии у растений рассчитывается как различие в промерах слева и справа, отнесенное к сумме промеров на двух сторонах....
-
Оценка состояния атмосферного воздуха - Заключение экологического аудита АЗС
На территории АЗС имеются 5 заправочных островков с 5 раздаточными агрегатами. Расстояние между островками 8 м. Раздаточные колонки предназначены для...
-
Техногенное воздействие на атмосферный воздух - Экологические основы природопользования
Чистый и сухой воздух включает 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,033% углекислого газа. Одна сотая процента приходится на остальные...
-
Динамика изменения качества воды и атмосферного воздуха в экосистемах Крыма На современном этапе развития человеческого общества, вступающего в новую...
-
Оценка эффективности мероприятий, направленных на охрану атмосферного воздуха промышленного города
Введение Одна из основных проблем промышленных городов заключается в интенсивном загрязнении воздушной среды вредными веществами и неблагоприятном...
-
В наше время во всем мире атмосферный воздух загрязняется вредными веществами. К сожалению, человек сам создает себе то, что его убивает. Например,...
-
Охрана атмосферного воздуха - Загрязнение атмосферы
Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей среды. Закон "О6 охране атмосферного воздуха" всесторонне охватывает...
-
Введение - Влияние загрязнения атмосферного воздуха на человека
В наше время во всем мире атмосферный воздух загрязняется вредными веществами. К сожалению, человек сам создает себе то, что его убивает. Например,...
-
Мониторинг окружающей среды., Мониторинг атмосферного воздуха. - Мониторинг окружающей среды
Мониторинг атмосферного воздуха. Атмосферный воздух - это смесь газов, состоящая из азота (78%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), углекислого газа...
-
Определение категории предприятия производится согласно "Методическому пособию по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в...
-
Негативное влияние целлюлозно-бумажной промышленности на окружающую среду в значительной степени определяется низким техническим уровнем основных...
-
Этапы экологического проектирования, Оценка воздействия на атмосферу - Экологическое проектирование
Оценка воздействия на атмосферу Атмосфера _ один из элементов окружающей среды, который повсеместно подвержен воздействию человеческой деятельности....
-
Одним из важных показателей антропогенного воздействия на окружающую среду является изменение видового состава и количества почвенных и напочвенных...
-
Выбрасываемые в атмосферный воздух загрязняющие вещества стационарными и передвижными источниками (промышленные предприятия, автомобильный транспорт)...
-
Меры охраны атмосферного воздуха - Загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами
Москва - это один из самых "зеленых" городов мира. На каждого москвича приходится более 18кв. м. зеленых насаждений, а озелененной территории - скверов,...
-
От загрязнения воздуха страдают животные и растения. Например, отходы медеплавильных заводов - хлор, мышьяк, сурьма - вызывают гибель домашних и диких...
-
Трансграничное загрязнение атмосферного воздуха - загрязнение атмосферного воздуха в результате переноса вредных (загрязняющих) веществ, источник которых...
-
Атмосферные загрязнения могут быть причиной возникновения неинфекционных заболеваний у человека, кроме того, они способны ухудшать санитарные условия...
-
Жизнь начинается с дыхания и заканчивается с его прекращением. Человек может отказаться от приема недоброкачественной пищи, не пить загрязненную воду, но...
-
Среди серосодержащих техногенных эмиссий наиболее фитотоксична двуокись серы. Установлено, что SO2 является сильнодействующим ассимиляционным ядом. В...
-
Для оценки воздействия любого объекта на окружающую среду большое значение имеет сбор первичной информации. Только опираясь на эту информацию, можно...
-
Для прямого сравнения результатов измерений в воздухе и снеге были выбраны соответственно следующие параметры: взвешенные вещества (пыль) и осадок;...
-
Подводя итог, из выше сказанного следует, что непродуманная человеческая деятельность приводит к необратимым негативным последствиям, которые не только...
-
При исследовании антропогенного воздействия загрязняющих веществ на снежный покров необходимым является комплексная оценка степени загрязнения талой...
-
Из специальной литературы, интернет-источников мы узнали, что существует несколько методик оценки экологического состояния территории. биоиндикация...
-
Методы биоиндикации - Комплексная оценка экологического состояния района школы поселка Тыреть
Методы биоиндикации методы, которые позволяют судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития...
-
Введение - Комплексная оценка экологического состояния района школы поселка Тыреть
"Одно из двух: или люди сделают так, Что на Земле станет менее загрязненный Воздух, или загрязнение сделает так, что На Земле станет меньше людей" Л. Д....
-
Оценка экономического ущерба от загрязнения водоемов Туапсинский район расположен на юге России, он имеет уникальное географическое положение. Через...
-
Состояние источников водоснабжения Московский регион имеет густую, разветвленную гидрографическую сеть, состоящую из больших и малых рек, общее число...
-
Современная цивилизация осуществляет невиданное давление на природу. Загрязнение природной среды промышленными выбросами оказывает вредное действие на...
-
Цветная металлургия - Влияние загрязнения атмосферного воздуха на человека
Крупные предприятия цветной металлургии расположены в Красноярском крае, Мурманской, Оренбургской, Челябинской, Свердловской и Новосибирской областях,...
-
Растения делятся на световые (светолюбы - гелиофиты), теневые (тенелюбы - сциофиты, гелиофобы), теневыносливые (факультативные гелифиты). Гелиофиты -...
-
Последствия загрязнения атмосферного воздуха - Антропогенное воздействие на атмосферу
Кислотные или кислые осадки (дождь или снег, а иногда и туман) имеют рН < 5,6. Выпадение кислотных осадков связано исключительно с антропогенным...
-
В настоящее время в систему статистических показателей окружающей среды входят подсистемы показателей, применяемые при изучении тех ком-понентов...
-
Современная экологическая обстановка в России. Состояние экологической обстановки в г. Магнитогорске и здоровье детей Сегодня важно сознавать неразрывную...
-
Расчет платы за загрязнение атмосферного воздуха производится предприятием на основании нормативов платы, установленных согласно Постановлению...
-
Охрана атмосферного воздуха от вредных выбросов предприятий и транспорта К основным антропогенным источникам загрязнения атмосферы относятся предприятия...
-
Специалисты архитекторы должны владеть существующими методами оценки антропогенного воздействия на окружающую среду, учитывать воздействие загрязнителей...
-
Характеристика основных источников загрязнения воздуха Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодинаковы, поэтому ее подразделяют на тропо-,...
-
Атмосферный воздух и действие загрязняющих веществ на растения Воздушная оболочка Земли выполняет многочисленные функции. Она служит средой обитания и...
Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха по флуктуирующей асимметрии древесных пород