Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону





Скачать 445.55 Kb.
НазваниеЛихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону
страница1/4
Дата публикации25.04.2015
Размер445.55 Kb.
ТипАвтореферат
100-bal.ru > Биология > Автореферат
  1   2   3   4

На правах рукописи



МЕДЕНЕЦ ЕЛЕНА ЮРЬЕВНА



ЛИХЕНОИНДИКАЦИЯ АТМОСФЕРНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ГОРОДОВ НОВОЧЕРКАССКА И РОСТОВА-НА-ДОНУ

03.00. 16 – экология
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук




Ростов-на-Дону- 2010



Работа выполнена на кафедре экологии и лесных мелиораций

Новочеркасской государственной мелиоративной академии

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных

наук, доцент

Засоба Варвара Викторовна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Приваленко Валерий Владимирович
доктор биологических наук, профессор

Закутнова Вера Ивановна

Ведущая организация: Кубанский государственный

аграрный университет, г. Краснодар
Защита состоится 30 апреля 2010 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б.Садовая, 105, ЮФУ, зал заседаний ЮФУ, e-mail: denisova777@inbox.ru, факс: (863)2638723).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148) и на сайте ЮФУ по адресу: www.sfedu.ru
Автореферат разослан 29 марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, Т. В. Денисова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Чистота воздушного бассейна — существенный фактор сохранения экологического благополучия. Проведение инструментального контроля и получаемые результаты не всегда позволяют оценить истинную опасность загрязнения, прогнозировать последствия воздействия поллютантов на живые организмы. В связи с этим все большую ценность приобретают биоиндикационные методы, главное достоинство которых заключается в предоставлении интегральной оценки качества окружающей среды.

Города Ростовской области находятся в зоне действия таких загрязняющих веществ, как диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, летучие органические соединения, прочие, при общем объеме выбросов в атмосферу от стационарных источников и автотранспортных средств в 2004 году – 741,731 тыс.тонн (Экологический вестник Дона, 2005). Территория города Новочеркасска насыщена крупными промышленными предприятиями и находится под воздействием выбросов ОАО «НчГРЭС». Государственная экологическая экспертиза в своем заключении от 22.02.2000 года определила, что территория г. Новочеркасска может быть отнесена к зоне чрезвычайной экологической ситуации. Экологический мониторинг в области, и именно в Новочеркасске, проводится не регулярно, т.к. является дорогостоящим методом, требующим лабораторного оборудования. Эпифитные лишайники признаны одними из приоритетных объектов биоиндикационного мониторинга качества воздушной среды. Методы лихеноиндикации основаны на индивидуальной реакции эпифитных лишайников к действию поллютантов атмосферы (Barkman, 1958; De Sloover, Le Blank, 1968; Hawksworth, Rose, 1970; Rose, 1973; Tpacc, 1971, 1985б; Мартин, 1974; Голубкова, Малышева 1978; Нильсон, Мартин, 1984; Закутнова, 1988; Бязров, 1996; Инсаров, Инсарова, 1989; Шапиро, 1996; Пауков, 2001 и др.). Результаты лихеноиндикационных исследований предоставляют интегральную оценку степени загрязненности атмосферного воздуха за длительный промежуток времени и, таким образом, являются хорошим дополнением к санитарно-гигиенической оценке условий среды обитания.

Метод лихеноиндикации может послужить альтернативным, более экономичным методом проведения экологического мониторинга за состоянием атмосферного воздуха в городах Ростовской области по сравнению с действующей системой экологического контроля за состоянием окружающей среды, основанной на концепции предельно допустимых концентраций.

Ранее не уделялось должного внимания изучению видовой структуры эпифитной лихенофлоры как урбанизированных, так и особо охраняемых территорий Ростовской области. Не проводился биомониторинг качества атмосферного воздуха. Необходимость такого рода исследований обусловила выбор темы диссертации.

Цель и задачи исследований. Выявить растительные тест-организмы на основе исследования изменений морфологических признаков как отклика на загрязнение атмосферного воздуха в городах Новочеркасск и Ростов-на-Дону. Из поставленной цели вытекают следующие задачи:

1. выявить растительные тест-организмы для наземной биоиндикации;

2. изучить видовое разнообразие эпифитных лишайников в лесных насаждения степной зоны юга России;

3. определить методами лихеноиндикации степень загрязнения атмосферного воздуха в различных зонах;

4. установить степень накопления тяжелых металлов в эпифитных лишайниках.

Положения, выносимые на защиту:

- использование Acer platanoides L. в качестве тест-объекта загрязнения атмосферного воздуха в степной зоне юга России;

- выявленное биоразнообразие лихенофлоры включает 16 видов из 11 родов;

- виды-индикаторы: Evernia prunastri (L.)Ach., Lepraria aeruginosa (L.) Ach. и виды-биомониторы: Phаeophyscia orbicularis (Necker)Moberg, Physcia adscendens H. Olivier, Xanthoria parietina (L.)Belt..

- наибольшее накопление тяжелых металлов отмечается в талломах эпифитных лишайников; содержание тяжелых металлов и размер таллома находятся в тесной прямолинейной и экспоненциальной зависимости.

Научная новизна. Впервые для городов степной зоны Юга России (Новочеркасск, Ростов-на-Дону) проводится сравнительный анализ тест-объектов дендроиндикаторов и эпифитных лишайников; определен видовой состав эпифитной лихенофлоры в лесных массивах и городских насаждениях Ростовской области; на объектах г.Новочеркасска проводили дендроиндикационные исследования методом ФА в результате которых выявлено изменение листовой пластинки Acer platanoides L. под действием загрязняющих веществ; для проведения лихеномониторинга в городах степной зоны Юга России определены виды-индикаторы и виды-мониторы с выявлением информативных признаков (размер таллома, наличие апотециев), методами лихеноиндикации с использованием индекса загрязнения, выявлены экологические зоны с различной степенью атмосферного загрязнения.

Практическая значимость. Рассмотренные и апробированные методы могут использоваться в дальнейшем для проведения лихеноиндикационного мониторинга качества атмосферного воздуха Ростовской области. Полученные результаты позволяют обосновать выбор видов эпифитной лихенофлоры и ее количественных характеристик в качестве индикаторов атмосферного загрязнения. Результаты исследований облегчат разработку региональных шкал оценки чистоты атмосферы воздуха методами лихеномониторинга, как для Ростовской области, так и для других степных районов Юга России. Материалы исследований используются при проведении занятий по курсу «Экология». Результаты лихеноиндикационных исследований совместно с санитарно-гигиенической оценкой качества воздушной среды могут способствовать правильному принятию экологически значимых решений.

Апробация результатов исследования. Материалы диссертации докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Оптимизация ландшафтов зональных и нарушенных земель» (Воронеж, 2004); на региональной научно-практической конференции, посвященной 85-летию высшего лесного образования «Лесное образование и лесная наука в XXI веке» (Воронеж, 2004); на молодежной научной конференции «Актуальные проблемы экологии сельскохозяйственного производства» (Персиановский, 2004); на межвузовской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы лесного комплекса» (Воронеж, 2005); на научно-практической межвузовской конференции аспирантов, молодых ученых и специалистов, посвящённой 85–летию высшего лесного образования в г. Новочеркасске и Юге России (Новочеркасск, 2005); на II второй научно-практической конференции «Музей-заповедник: экология и культура» (ст. Вешенская, 2006.); на научно-практической конференции, посвященной 10-летию агроэкологического и 100-летию агрономического образования на Дону «Проблемы экологии сельскохозяйственного производства» (Персиановский, 2006); на V Международной научно - практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2007); на Всероссийской научно - практической конференции, посвященной 100-летию М.Д. Данилова (Йошкар-Ола, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 статьи в журналах из списка ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 165 страницах (в том числе 13 страниц приложений), содержит 28 таблиц (из них 6 в приложениях), 18 рисунков. Список литературы включает 207 источников из них 33 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В данной главе обсуждаются три вопроса: цели и задачи экологического мониторинга; биоиндикация и тест-организмы для мониторинга; лихеноиндикация качества атмосферного воздуха. По первому вопросу дается определение мониторинга, его цели и задачи, а также обсуждаются недостатки системы экологического контроля за состоянием окружающей среды, основанной на концепции ПДК (Израэль и др., 1986; Филиппова и др. 1978; Гелашвили, 1995, 2000; Федоров и др., 1982; Абакумов, Сущеня, 1991; Воробейчик и др., 1994; Бязров, 1996; Воробейчик, 2003; Булгаков, 2003). При обсуждении второго вопроса уделяется внимание преимуществам биоиндикаторов и методов биотестирования (Гелашвили, 1995; Фрей, 1982; Мэнинг,Федер 1985; Илькун, 1978; Тойкка, Потахина, 1980; Тютюнник, Лукашев, 1980; Парибок, 1983, 1991; Кучерявый, 1984; Никодемус, 1988; Москаленко, 1989; Касимов, 1990; Никифорова, Лазукова, 1991; Корженковский, 1992; Черненькова, 1993; и др.). В третьем вопросе рассматриваются три подвопроса: эпифитные лишайники как объект биомониторинга качества атмосферного воздуха; методы лихеноиндикации; влияние основных загрязнителей атмосферы на лишайники (Зелтынь, Пчелкин, 1993; Gilbert, 1965, 1968; Brodo, 1966; Hale 1967; Beltman et al., 1980; Инсаров, 1982a; Мартин, 1987; Закутнова, 1988; Ройтман и др., 1989; Nash, Gries, 1991; Зелтынь, Инсаров, 1993; Малышева, 1993а, 1993б; Шапиро, 1993, 1996, 2000; Бязров, 1996; Мартин Ю., 1982, 1986, 1987; Мартин Л., 1982; Seaward, 1989; Трасс, 1986; Суетина, 1998; Жидков, 2000; Инсарова, 1983; Нифонтова, 2000; Закутнова, 2004; Криворотов, Звержановский, 2006 и др.).
2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ
В главе приводится характеристика геологического строения, климатических, гидрологических, почвенных условий. Особенности и характер природно-климатических условий исследуемого района определяются, главным образом, рельефом территории, слагаемым на севере и северо-западе из возвышенностей Донецкого выступа, на востоке – южными оконечностями Донецкой гряды, на юго - востоке – Сало-Манычской грядой. Возвышенности Донецкого кряжа не вносят особых различий в климат, а лишь способствуют изменению температурного режима в сторону понижения. Климат континентальный. Количество осадков 250 – 547 мм/г. Средняя температура января –2ºС –9ºС, июля +22ºС + 24ºС. Продолжительность вегетационного периода 160-180 дней. Вся территория Ростовской области расположена в степной зоне.

Для выявления объектов исследования на основании литературных источников был проведен анализ качества воздуха по крупным городам Ростовской области: Ростов-на-Дону, Таганрог, Новочеркасск, Шахты, Волгодонск, Азов. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна являются автотранспорт и следующие отрасли промышленности: электроэнергетическая (Новочеркасская ГРЭС), металлургическая (Таганрогский металлургический завод), машиностроение (ОАО «Ростсельмаш», «Красный Аксай», Таганрогский комбайновый завод), угольная промышленность (ОАО «Ростовуголь») и другие. Основными примесями, которые вносят наибольший вклад в загрязнение атмосферы этих городов, являются: пыль, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, формальдегид, бенз(а)пирен, диоксид серы, фенол и другие. Степень загрязнения воздуха оценивали при помощи индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5), который рассчитывается по пяти примесям, вносящим наибольший вклад в загрязнение атмосферы. К городам, с высоким загрязнением атмосферного воздуха – величина ИЗА5 варьируется от 7 до 13 - относятся Шахты, Таганрог, Волгодонск и Азов. Ростов-на-Дону и Новочеркасск следует отнести к городам с очень высоким уровнем загрязнения атмосферы, поскольку ИЗА5 > 13.
3 МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Главным объектом биомониторинга является состояние живого организма. Состояние природных популяций билатерально симметричных организмов оценивалось на основе анализа флуктуирующей асимметрии, характеризующей мелкие ненаправленные нарушения гомеостаза и являющейся ответом организма на состояние окружающей среды. Выборка являлась репрезентативной и составляла по 100 листьев одной древесной породы, собранных с разных деревьев. Определяли разницу между первыми и вторыми жилками слева и справа, углом между первой и второй жилкой слева и справа. Затем вычисляли величину среднего различия сторон, разницу между реальным и средним отклонением, дисперсии флуктуирующей асимметрии по формуле: s2d = ∑(dl-r – Md)2/n – 1, где Md = ∑ dl-r /n; s2d - величина дисперсии флуктуирующей асимметрии, dl-r – суммарная величина абсолютных различий между сторонами, n – объем выборки. После нахождения флуктуирующей асимметрии устанавливали статистическую достоверность различий между полученными показателями дисперсии для сравниваемых выборок с помощью критерия Фишера.

Для изучения эпифитных лишайников использовались физиономические методы (Мартин, 1984): флористический состав лишайникового покрова, присутствие-отсутствие отдельных видов, некоторые количественные характеристики отдельных видов или группировок. Лишайниковые синузии описывали на каждом пятом дереве пробной площади в следующем порядке: измеряли размеры каждой группы (в м); измеряли высоту расположения лишайниковой группировки над уровнем земли (в м); определяли общее проективное покрытие группы, как отношение площади, покрытой лишайниками, к общей площади группы, выраженное в процентах (при помощи сеточки Раменского); указывали условия освещения; определяли видовой состав группы. При описании каждого вида, составляющего синузию, учитывали размеры 10 особей каждого вида (в см); общее проективное покрытие каждого вида (в %); проективное покрытие видов оценивали при помощи квадрат-сетки 20х20 см2. Измерения проводили по 4-м сторонам света на двух высотах (1,3 и 0,3 м) (Трасс, 1985б), указывали цвет таллома, наличие органов размножения. Определение видов лишайников проводилось в полевых условиях. Неопределенным в полевых условиях видам лишайников присваивали номера, а несколько экземпляров срезали и этикетировали по общепринятым требованиям (Окснер, 1974; Великанов и др., 1980; Пчелкин, Боголюбов, 1997). Для определения видов использовали: оптические приборы - микроскоп стереоскопический «МБС-10», микроскоп для морфологических исследований «Микмед-1»; химические реактивы - 10% раствор едкого калия (КОН), раствор йода в водном растворе йодида калия (J+KJ), водный раствор гипохлорида кальция (СаСl2О2), спиртовой раствор парафенилдиамина (C6H4(NH2)2); определители - «The lichens» (Wirth, 1995), «Physcia and allied genera in Fennoscandia» (Moberg, 1977). Определение лишайников проводилось также с консультацией специалистов Ростовского государственного университета.

Камеральная обработка результатов заключалась в следующем: рассчитывали средние размеры и среднее общее проективное покрытие группы и особей в группе, встречаемость каждого вида как отношение проб, на которых вид встречается к общему числу проб. Анализировали видовой состав по каждой пробе. Сравнивали результаты по пробным площадям.

Статистическая обработка результатов исследований, корреляционный и регрессионный анализы проводились с применением компьютерных программ. Для статистической обработки данных использовали пакеты прикладных программ «Statistica 6» и «Exel».

Образцы лишайников для анализов на содержание тяжелых металлов собирали с коры древесной породы одного вида. Очищенные образцы высушивали при 60°С и сжигали в муфельной печи при температуре 550 °С, затем растворяли в соляной кислоте, концентрацией 6 моль/л. Определение содержания тяжелых металлов проводилось на атомно-абсорбционном спектрофотометре.

В нашей работе мы акцентируем внимание на мониторинге загрязнения биоты через изучение морфологических изменений биоты под воздействием антропогенных факторов. В качестве основных источников загрязнения нами приняты предприятия топливно-энергетической промышленности (Новочеркасская ГРЭС, Ростовская ТЭЦ -1 и ТЭЦ -2). Для исследований были выбраны объекты с зелеными насаждениями искусственного происхождения, находящиеся на определенном удалении от источников загрязнения. Выявление биоразнообразия эпифитных лишайников проводилось в 7 лесных массивах Ростовской области.

Исследования по биомониторингу проводились по методу сравнения с региональным фоном. В качестве регионального фона был выбран особо охраняемый природный объект – Донлесхоз, расположенный в относительно чистом (фоновом) районе и служащий источником информации для оценки степени антропогенной трансформации сопредельных территорий. В Донлесхозе были выбраны, в основном, насаждения семенного происхождения с преобладанием дуба и ясеня зеленого (кв. 34, 22, 81). В насаждениях закладывались пробные площади, на которых проводилось таксационное описание по общепринятым методикам (Анучин, 1977). В качестве условно фоновых участков выбирались наименее нарушенные городские территории: фрагменты парков и скверов, входящих в состав зеленых зон городов. В г. Новочеркасске обследовались насаждения парков и скверов на различном удалении от НчГРЭС : I зона (9-11 км) – городской парк (объект 1), насаждение на нижней площадке завода им.Никольского (объект 2), сквер на пл. Троицкой (объект 3); II зона (12-14 км) – парк НЭВЗа (объект 4), детский парк (объект 5); III зона (15-17 км) – роща «Красная весна»(объект 6). Зелёные насаждения объектов исследования имели различный видовой состав деревьев и таксационные показатели. В г. Ростове-на-Дону обследованы насаждения на различном удалении от ТЭЦ-2: I зона (7км) – сквер Плевена; II зона (11-12 км) –парк «Сказка», дендрарий; III зона (15-17 км) – кв.33, 83 Ростовского лесничества.
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону icon1. му «Управление образования Администрации г. Ростова-на-Дону»
Ростова-на-Дону» и постановлением Мэра города от 22. 07. 2003 г. №1540 «Об утверждении «Положения о механизме формирования, представления,...
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconШкола-интернат VIII вида №42 г. Ростова – на – Дону
Гкоу ро школы-интерната VIII вида №42 г. Ростова-на-Дону, почетный работник общего образования РФ
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconО внесении изменений в постановление
Администрации г. Ростова-на-Дону» и постановлением Мэра города от 22. 07. 2003 №1540 «Об утверждении «Положения о механизме формирования,...
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconОсновная образовательная программа муниципального бюджетного общеобразовательного...
Железнодорожного района города Ростова-на-Дону, характеризует специфику содержания образования и особенности организации учебно–воспитательного...
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону icon«Оказание услуг по организации регулярных наблюдений за химическим...
Цель оказания услуг: получение объективной информации об уровнях загрязнения атмосферного воздуха и оценка техногенного воздействия...
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconРешение №167 29 августа 2006 года Заседание №9 о принятии «Целевой...
О принятии «Целевой программы охраны окружающей среды города Ростова-на-Дону на 2007-2009 годы»
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, Ворошиловский район, муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная...
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Методика лихеноиндикационного выделения зон загрязнения атмосферного воздуха
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconГ. Ростова-на-Дону
Деятельность гимназии по совершенствованию здоровьесберегающей образовательной среды
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconГородские газеты: исторический, классификационно-типологический и...
Охватывает не только город, но и территории, тяготеющие к этому центру в географическом, экономическом, историко-культурном отношении...
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconОтчет о результатах самообследования гкоу ро школы-интерната II вида №48 Г. Ростова-на-Дону
Информация о профильной направленности обучения в соответствии с реализуемыми программами
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Филиал №5 Кировского района г. Ростова-на-Дону Ростовской областной коллегии адвокатов
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия №76 ворошиловского района города ростова-на-дону
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconПлан работы цдод октябрьского района г. Ростова-на-дону на ноябрь 2013 г
Беседы «Пивной алкоголизм», «Опасность для здоровья подростков курительных смесей», «Подростковая наркомания»
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconОтчет о результатах самообследования муниципального бюджетного общеобразовательного...
Информация о профильной направленности обучения в соответствии с реализуемыми программами
Лихеноиндикация атмосферного загрязнения городов новочеркасска и ростова-на-дону iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск