Вивчення якості атмосферного повітря біоіндикаціоні методи

Чебоксарский машинобудівний технікум

Тема: Вивчення якості атмосферного повітря біоіндикаціоні методи

Чебоксари 2006р.

Анотація

У даній роботі (Теоретичної частини) наведені характеристики біологічного моніторингу, біоіндикаторів. Розкрито сутність біологічного моніторингу, організму - індикатора, перераховані типи біоіндикаторів, зроблений за матеріалами друку короткий огляд робіт по застосуванню біоіндикаторів для визначення якості природного середовища.

У практичній частині описані методика та хід виконання роботи проведеної при моніторингу якості атмосферного повітря із застосуванням В«організму - біоіндикаторівВ» в районі розташування очисних споруд ВАТ В«ПромтракторВ» і пролягання автомагістралі Новочебоксарск - Чебоксари.

Автомагістраль призначена для проїзду большегрузових транспортних засобів (в тому числі і транзитного) через Калінінський район (Новоюжний житловий масив) на московську і Нижегородську автомагістраль.

Для проведення біоіндикаціоні робіт в якості біоіндикаторів обраний сосновий бір, так як сосна - найбільш чутливе дерево до забруднення атмосферного повітря. Ділянка соснових насаджень, узятих в якості досвідчених (робочих) одиниць, розташований з південного боку від кільця автотраси. В якості контрольних примірників обрані сосни, що ростуть в глибині на північний захід на відстані 450 - 500 м від досвідченого ділянки.

Наведено результати проведених біоіндикаціоні робіт. Зроблено висновки про якість атмосферного повітря в обстеженому районі та розроблені пропозиції для покращення повітряної середовища. Введення.

Виходячи з огляду матеріалів друку про виконані роботи екологічними науково-дослідними інститутами та ученими - екологами світу, можна з великою впевненістю сказати, що поряд з розширенням дистанційних, автоматизованих і фізико-хімічних методів розвиваються і біологічні методи дослідження компонентів природного середовища. біоіндикація сосна атмосферне повітря

Діагностика повітряного забруднення проводиться за станом соснових співтовариств, епіфітних лишайників, даними аналізу снігового покриву, оцінці запиленості листя, кислотності опадів і автотранспортної навантаження.

Переваги біоіндикаціоні методи оцінки забруднення природного середовища, в даному випадку якості атмосферного повітря в тому, що цей метод порівняно дешевий по порівняно з фізико-хімічними методами. Біоіндикаціоні методи досліджень якості атмосферного повітря дуже зручно застосовувати, коли не розвинена технічна база лабораторій моніторингу рівня забруднення в школах, коледжах і т.д. Цей метод дозволяє підключати в дослідницьку роботу по моніторингу якості природних середовищ і встановленню причин їх забруднення школярів, студентів коледжів, технікумів, інститутів.

Проведення біоіндикаціоні робіт на первинному рівні (шкіл, технікумів та ін) можна сконцентрувати в кафедрах вузів, що займаються екологічними дослідженнями, лабораторіях НДІ. Загальну організацію та координацію робіт може взяти (і повинен) здійснювати місцеві органи освіти та місцеві органи Федеральної служби Держгіртехнагляду та екологічного нагляду.

Чудо, що, незважаючи на вражаючу складність світу, ми можемо виявляти його в явищах певні закономірності В».

Ервін Шредінгер

В«Про невизначеності у фізиці В»

1. Теоретична частина роботи

1.1 Біоіндикація забруднення атмосфери

Біологічний моніторинг - система спостережень, оцінки і прогнозу будь-яких змін в біоті, (біота - спільноти живих організмів) викликаних факторами антропогенного походження. Структура біологічного моніторингу досить складна. Він будується з окремих підпрограм виходячи з принципу, заснованого на рівнях організації біологічних систем. Так, генетичний моніторинг відповідає субклітинному рівню організації, екологічний моніторинг - популяційному і біоценологіческому рівням. Кожному рівню відповідає свій набір біологічних змінних.

Біоіндикація - Оцінка якості середовища проживання і її окремих характеристик за станом її біоти в природних умовах. Для обліку зміни середовища під дією антропогенного фактора складаються списки індикаторних організмів.

біоіндикаторів (Від лат.Indicator - покажчик) - група особин одного виду або спільноти, за наявності або станом яких, а також по їх поведінці судять про природні і антропогенних змінах в середовищі.

Вивчення стану атмосферного повітря за допомогою рослин - індикаторів.

Під впливом погіршення якості атмосферного повітря в окремих особин або груп деяких рослин відзначаються різні зміни: незвичайна забарвлення листя, опадання листя, зміна форми росту, щільності популяції, ареалу виду і т.д. Спостерігаючи ці зміни, можна констатувати надмірний присутність в атмосфері якогось газу.

Таблиця 1. Ознаки пошкодження рослин під впливом хімічних речовин.

впливу газ Рослина Зовнішні ознаки ушкодження рослин Діоксид сірки Сосна звичайна Побуріння кінчиків голок хвоїнок Ялина європейська Хвоя буріє і опадає Ясен американський Обширне междужілковое знебарвлення листя Фтористий водень Ялиця європейська Колір пошкоджених ділянок хвої змінюється від зеленого до червоно-бурого

2. Практична частина робіт

2.1 Біоіндикація забруднення повітря за станом хвої сосни

Мета роботи: Оцінити газодимовое забруднення повітряного середовища за станом хвої сосни.

Хід роботи:

Для роботи підібрали ділянки соснових насаджень, розташовані як в умовах сильного забруднення (біля автомагістралі), так і на мало забруднювати територію на відстані 450 - 500 м (більш віддаленої від джерела викидів в атмосферу). На відкритому місці підібрали молоді сосни заввишки 1-1,5 м, віддалені один від одного на 20-25 м. Дерева на обраному ділянці висоти 3 -3,5 м, тому обстеження проводили з використанням одного з бічних пагонів четвертої зверху мутовки. При проведенні роботи уважно оглянули хвою другий зверху ділянки центрального пагона (ділянка попереднього року) і по шкалі визнач клас пошкодження і всихання хвої (при оцінці ступеня пошкодження хвої не треба звертати увагу на більш світле забарвлення самого кінчика хвоїнки, оскільки він на самому справі більш світлий).

Види пошкодження і всихання хвої можуть бути наступними:

а) хвоя без плям (КП1), немає сухих ділянок (КУ1), б) хвоя з невеликим числом дрібних плям (КП2), немає сухих ділянок (КУ1); в) хвоя з великим числом жовтих і чорних плям (КП3), кінчик усох на 2-5 мм (КУ2); г) всохла третину хвоїнки (КУ3); д) всохли більш половини довжини хвоїнки (КУ4); е) вся хвоя жовта і суха (КУ4).

При проведенні роботи для отримання достовірних результатів необхідно відібрати 200-300 хвоїнок. Для досліджень ми відібрали 300 хвоїнок. Відібрали хвоїнки на кожній ділянці 2-го року життя.

Розбір їх проводили в лабораторії. Всі хвоїнки розділили на групи відповідно до вище наведеними класами всихання та пошкодження. Далі на контрольному (фоновому) ділянці відібрали також 300 хвоїнок аналогічно досліджуваного ділянці. Розбирали їх за ступенем пошкодження в лабораторії аналогічно хвоїнки сосен з досліджуваної ділянки і порівнювали з класами всихання та пошкодження. Після цього отримані дані з двох ділянок порівняли між собою і склали висновок про ступінь ушкодження хвоїнок сосни з досліджуваного і контрольного ділянок.

При викон...анні цієї роботи можна порівнювати отримані дані з результатами минулорічних досліджень, але в силу того, що ми почали займатися біомоніторингу тільки в 2005 році, у нас не було даних за минулий рік. Цим порівнянням по роках можна було б встановити динаміку зміни впливу антропогенної дії по роках.

При проведенні даної роботи проводили оцінку тривалості життя хвої. Кожна колотівками зверху - рік життя дерева. (При дослідженнях визначають, скільки років зберігається хвоя.

Причому, якщо на самому нижньому з охвоенние ділянок частина хвої опала, то оцінюється приблизна частка збереглася хвої). Отже, повний вік хвої визначається числом ділянок стовбура з повністю збереженою хвоєю плюс частка збереженою хвої на наступному за ними дільниці.

Визначивши клас пошкодження і тривалість життя хвої, ми оцінили клас забрудненості повітря, використовуючи заздалегідь розроблені співвідношення, наведені в таблиці (2).

Таблиця 2. Визначення класу забрудненості повітря за станом хвої сосни

Максимальний вік хвої Клас пошкодження хвої на пагонах 2-го року життя 1 2 3 4 I I-II III 3 I II III - IV 2 II III IV 2 - IV IV-V 1 - IV V-VI 1 - - VI

Примітка

I-ідеально чисте повітря, II-чистий, III - відносно чистий (В«нормаВ»), IV-помітно забруднений (В«тривогаВ»), V - брудний (В«небезпечноВ»), VI - дуже брудний (В«шкідливоВ» ),

Після порівняння розсортованих хвоїнок по по класу пошкодження і класу всихання з'ясувалося, що непошкоджених хвоїнок на контрольних Сосонках майже 2 рази більше, ніж на досліджуваній ділянці. Пошкоджених хвоїнок на досліджуваній ділянці більше в 20 раз, ніж на контрольній ділянці.

За результатами біоіндикації встановили, що клас пошкодження хвоїнок на досліджуваній ділянці відноситься до 3 класу (КП3), а на контрольній ділянці до 1 класу пошкодження (КП1).

По таблиці 2 для хвоїнок 2-го року життя знаходимо, що забрудненість повітряного середовища на досліджуваному ділянці належить до 4 класу - помітно забрудненого (В«тривогаВ»), а на контрольній ділянці забрудненість повітря належить до 2-ому класу (чисте повітря).

Характеристика хвоїнок

Кількість хвоїнок = 300 Досліджуваний ділянка контрольний ділянку Клас пошкодження КП Клас всихання КУ Клас пошкодження КП Клас всихання КУ Хвоя без пошкодження КП 1 = 100 КП 1 = 270 Ні сухих ділянок КУ 1 = 110 КУ 1 = 275 З невеликим числом дрібних плям КП 2 = немає КП 2 = 20 усох кінчик на 2-5 мм КУ 2 = 52 КУ 2 = 12 Хвоя з великим числом чорних і жовтих плям КП 3 = 113 КП 3 = 5 всохли третину хвої КУ 3 = 100 КУ 3 = 11 всохли більше половини довжини хвої КП 4 = 87 КП 4 = 5 Вся хвоя жовта і суха КУ 4 = 38 КУ 4 = 2

Після встановлення класів забрудненості обстежених ділянок ми стали шукати й аналізувати причину забрудненості досліджуваної ділянки. Далі ми вирішили, що причину всихання та пошкодження сосонок необхідно шукати в впливі автомагістралі і заводських цехів ВАТ В«ПромтракторВ», в тому числі і Чебоксарської ливарного заводу, а також наявного недалеко ТОВ В«ЯхтингВ», заводських очисних споруд ВАТ В«ПромтракторВ» і знаходиться на відстані від наших сосен міського звалища.

Так як сосна найбільш чутлива до змісту в атмосферному повітрі сірчистого газу (діоксиду сірки) ми першими справою зупинилися на аналізі викидів діоксиду сірки вищеперелічених виробництв.

Для міських звалищ домінуючими забрудненнями, що виділяються в атмосферне повітря, є метан (Вуглеводні), сірководневі з'єднання в процесі гниття. Значить, вплив міського звалища на сосни малоймовірно.

Викиди діоксиду сірки, виділяються при плавленні металу в електродугових печах Чебоксарської ливарного заводу (ЧЛЗ), відстоїть від наших сосен на відстані 1500 - 2000 м в сторону північно-західного напрямку від бору. При плавленні сталі і чавуну в електродугових печах на тонну рідкого металу виділяється 1,6 кг діоксиду сірки. З урахуванням висоти викиду після очищення від пилу газів, що відходять від електродугових печей 100 м. сосновий бір потрапляє якраз в зону впливу цього джерела викиду. Приблизно зона впливу джерела викиду береться в 50 кратному відстані від його висоти. З урахуванням того, що панівні вітри для м.Чебоксари південно-західного напрямку, в основному, від досліджуваних нами сосен викиди діоксиду сірки повинні пройти стороною. Однак вплив ливарного заводу при інших напрямках вітру не відпадає. На нашу думку вплив ливарного заводу не виключається.

Ближче до бору розташовані механообробні виробництва ВАТ В«ПромтракторВ», де виділень діоксиду сірки не є.

ТОВ В«ЯхтингВ» випускає робоче взуття, де домінують у викидах розчинники, а не сірчистий ангідрид.

Від заводських очисних споруд (ЗОС) виділення сірчистого ангідриду виключені.

Таким чином, джерелами забруднення атмосферного повітря в районі виростання досліджуваних сосен, негативно впливають на сосни, є автомагістраль (автотранспорт) - основний забруднювач і викиди ливарного заводу.

За результатами проведеної роботи зроблені

Висновки

1. Атмосферне пові...тря в районі кільця заводських очисних споруд відноситься до класу помітно забруднених, (ступінь В«тривогаВ»).

2. Необхідно розробка заходів щодо зниження викидів близько розташованих промислових підприємств.

Після аналізу можливих забруднювачів нами було проаналізовано можливі заходи, які необхідно передбачити для виключення забруднення повітряного середовища.

Перелік пропонованих нами заходів:

1. Знизити щільність вантажного автотранспорту, що проходить транзитом по Новоюжному мікрорайону. Нехай користуються об'їзною дорогою у Новочебоксарска.

2. Необхідно збільшити посадок сосни (для використання в подальшому в якості організму - індикатора) в районі села п'ятини і на кордоні промислової зони та спального району.

3. Контролюючим організаціям (госсантехнадзор, екологічний нагляд) вимагати у ливарного заводу зниження своїх викидів - повернутися до методу мокрого очищення відхідних газів - що було передбачено проектом.

Примітка:

При аналізі можливих джерел викидів ми орієнтувалися в основному на вплив сірчистого ангідриду від джерел викидів близько лежачих джерел виділень діоксиду сірки. Однак вплив інших забруднюючих речовин на сосни в досліджуваному районі відкидати повністю не можна. Тому потрібно в подальшому продовження робіт по біоіндикації по межі санітарно-захисної зони промислового району.

Література

1. Денисова С.І. Польова практика з екології. Навчальний посібник. Мінськ. 1999

2. Трас Х.Х. Біоіндикація стану атмосферного середовища міст. Екологічні аспекти міських систем. Мінськ. Наука і техніка. 1984

3. Масловський О.М. Біоіндикація забруднення повітря за допомогою лишайників та мохоподібних. Мінськ. Наука і техніка. 1997

4. Ашихміна Т.Я. Екологічний моніторинг. Навчально-методичний посібник для ВУЗов.Кіров. Константа. 2005

5. Хотунцев Ю.Л. Людина, технологія, навколишнє середовище. Москва. Стійкий мір.2001 р.

6. Плечових З.Н., Рєпіна Р.К. Екологічний практикум. Посібник для вчителів загальноосвітніх шкіл, педагогів закладів додаткової освіти. Чебоксари, Видавництво В«КЛІОВ». 1998