Чебоксарскиймашиностроительный техникум
Тема: Изучение качества атмосферного воздухабиоиндикационным методом
Чебоксары2006г.
Аннотация
В настоящей работе(теоретической части) приведены характеристики биологического мониторинга,биоиндикатора. Раскрыта сущность биологического мониторинга, организма –индикатора, перечислены типы биоиндикаторов, сделан по материалам печатикраткий обзор работ по применению биоиндикаторов для определения качестваприродной среды.
В практической частиописаны методика и ход выполнения работы проведенной при мониторинге качестваатмосферного воздуха с применением «организма – биоиндикатора» в районерасположения очистных сооружений ОАО «Промтрактор» и пролегания автомагистралиНовочебоксарск – Чебоксары.
Автомагистраль предназначенадля проезда большегрузовых транспортных средств (в том числе и транзитного)через Калининский район (Новоюжный жилой массив) на московскую и нижегородскуюавтомагистраль.
Для проведениябиоиндикационных работ в качестве биоиндикатора выбран сосновый бор, так каксосна – наиболее чувствительное дерево к загрязнению атмосферного воздуха.Участок сосновых насаждений, взятых в качестве опытных (рабочих) единиц,расположен с южной стороны от кольца автотрассы. В качестве контрольных экземпляроввыбраны сосны, растущие в глубине к юго-западу на расстоянии 450 – 500 м отопытного участка.
Приведены результатыпроведенных биоиндикационных работ. Сделаны выводы о качестве атмосферноговоздуха в обследованном районе и разработаны предложения для улучшения воздушнойсреды. Введение.
Исходя из обзораматериалов печати о проделанных работах экологическиминаучно-исследовательскими институтами и учеными – экологами мира, можно сбольшой уверенностью сказать, что наряду с расширением дистанционных, автоматизированныхи физико-химических методов развиваются и биологические методы исследованиякомпонентов природной среды. биоиндикация соснаатмосферный воздух
Диагностика воздушногозагрязнения проводится по состоянию сосновых сообществ, эпифитных лишайников,данным анализа снегового покрова, оценке запыленности листвы, кислотностиосадков и автотранспортной нагрузки.
Преимуществабиоиндикационных методов оценки загрязнения природной среды, в данном случаекачества атмосферного воздуха в том, что этот метод сравнительно дешевый посравнению с физико-химическими методами. Биоиндикационный метод исследованийкачества атмосферного воздуха очень удобно применять, когда не развитатехническая база лабораторий мониторинга уровня загрязнения в школах, колледжахи т.д. Этот метод позволяет подключать в исследовательскую работу помониторингу качества природных сред и установлению причин их загрязненияшкольников, студентов колледжей, техникумов, институтов.
Проведениебиоиндикационных работ на первичном уровне (школ, техникумов и др.) можносконцентрировать в кафедрах вузов, занимающихся экологическими исследованиями,лабораториях НИИ. Общую организацию и координацию работ может взять (и должен)осуществлять местные органы образования и местные органы Федеральной службыГосгортехнадзора и экологического надзора.
Чудо, что,несмотря на поразительную сложность мира, мы можем обнаруживать его в явленияхопределенные закономерности».
ЭрвинШредингер
«Онеопределённости в физике»
1. Теоретическая часть работы
1.1 Биоиндикациязагрязнения атмосферы
Биологический мониторинг – системанаблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, (биота – сообществаживых организмов) вызванных факторами антропогенного происхождения. Структурабиологического мониторинга довольно сложна. Он строится из отдельныхподпрограмм исходя из принципа, основанного на уровнях организациибиологических систем. Так, генетический мониторинг соответствует субклеточномууровню организации, экологический мониторинг – популяционному ибиоценологическому уровням. Каждому уровню соответствует свой набор биологическихпеременных.
Биоиндикация- оценка качества среды обитания и ее отдельных характеристик по состоянию еебиоты в природных условиях. Для учета изменения среды под действием антропогенногофактора составляются списки индикаторных организмов.
Биоиндикатор(от лат.Indicator — указатель) — группа особей одного вида или сообщества, поналичию или по состоянию которых, а также по их поведению судят о естественныхи антропогенных изменениях в среде.
Изучениесостояния атмосферного воздуха с помощью растений – индикаторов.
Подвлиянием ухудшения качества атмосферного воздуха у отдельных особей или группнекоторых растений отмечаются различные изменения: необычная окраска листвы,опадение листвы, изменение формы роста, плотности популяции, ареала вида и т.д.Наблюдая эти изменения, можно констатировать избыточное присутствие в атмосферекакого-либо газа.
Таблица1. Признаки повреждения растений под влиянием химических веществ.Воздействующий газ Растение Внешние признаки повреждения растений Диоксид серы Сосна обыкновенная Побурение кончиков игл хвоинок Ель европейская Хвоя буреет и опадает Ясень американский Обширное междужилковое обесцвечивание листьев Фтористый водород Пихта европейская Цвет поврежденных участков хвои меняется от зеленого до красновато- бурого
2. Практическая часть работ 2.1 Биоиндикация загрязнения воздуха по состоянию хвоисосны
Цель работы: Оценить газодымовое загрязнениевоздушной среды по состоянию хвои сосны.
Ход работы:
Для работы подобралиучастки сосновых насаждений, располагающиеся как в условиях сильногозагрязнения (возле автомагистрали), так и на мало загрязняемой территории нарасстоянии 450 – 500 м (более удаленной от источника выбросов в атмосферу). Наоткрытом месте подобрали молодые сосны высотой 1-1,5 м, отстоящие друг от другана 20-25 м. Деревья на выбранном участке высоты 3 -3,5 м, поэтому обследование проводилис использованием одного из боковых побегов четвертой сверху мутовки. Припроведении работы внимательно осмотрели хвою второго сверху участкацентрального побега (участок предыдущего года) и по шкале определи классповреждения и усыхания хвои (при оценке степени повреждения хвои не надо обращатьвнимание на более светлую окраску самого кончика хвоинки, поскольку он на самомделе более светлый).
Виды повреждения иусыхания хвои могут быть следующими:
а) хвоя без пятен (КП1),нет сухих участков (КУ1); б) хвоя с небольшим числом мелких пятен (КП2), нетсухих участков (КУ1); в) хвоя с большим числом желтых и черных пятен (КП3),кончик усох на 2-5 мм (КУ2); г) усохла треть хвоинки (КУ3); д) усохло болееполовины длины хвоинки (КУ4); е) вся хвоя желтая и сухая (КУ4).
При проведении работы дляполучения достоверных результатов необходимо отобрать 200—300 хвоинок. Дляисследований мы отобрали 300 хвоинок. Отобрали хвоинки на каждом участке 2-гогода жизни.
Разбор их проводили влаборатории. Все хвоинки разделили на группы в соответствии с выше приведеннымиклассами усыхания и повреждения. Далее на контрольном (фоновом) участке отобралитакже 300 хвоинок аналогично исследуемому участку. Разбирали их по степениповреждения в лаборатории аналогично хвоинкам сосен с исследуемого участка исравнивали с классами усыхания и повреждения. После этого полученные данные сдвух участков сравнили между собой и составили заключение о степени поврежденияхвоинок сосны с исследуемого и контрольного участков.
При выполнении этойработы можно сравнивать полученные данные с результатами прошлогоднихисследований, но в силу того, что мы начали заниматься биомониторингом только в2005 году, у нас не было данных за прошлый год. Этим сравнением по годам можно былобы установить динамику изменения влияния антропогенного воздействия по годам.
При проведении даннойработы проводили оценку продолжительности жизни хвои. Каждая мутовка сверху –год жизни дерева. (При исследованиях определяют, сколько лет сохраняется хвоя.
Причем, если на самомнижнем из охвоенных участков часть хвои опала, то оценивается примерная долясохранившейся хвои). Следовательно, полный возраст хвои определяется числомучастков ствола с полностью сохраненной хвоей плюс доля сохраненной хвои наследующем за ними участке.
Определив классповреждения и продолжительность жизни хвои, мы оценили класс загрязненностивоздуха, используя заранее разработанные соотношения, приведенные в таблице (2).
Таблица 2. Определениекласса загрязненности воздуха по состоянию хвои сосныМаксимальный возраст хвои Класс повреждения хвои на побегах 2-го года жизни 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
Примечание
I- идеально чистый воздух,II- чистый, III — относительно чистый («норма»),IV- заметно загрязненный («тревога»),V — грязный («опасно»),VI — очень грязный («вредно»),
После сравнениярассортированных хвоинок по по классу повреждения и классу усыхания выяснилось,что неповрежденных хвоинок на контрольных сосенках почти 2 раза больше, чем наисследуемом участке. Поврежденных хвоинок на исследуемом участке больше в 20раз, чем на контрольном участке.
По результатамбиоиндикации установили, что класс повреждения хвоинок на исследуемом участкеотносится к 3 классу (КП3), а на контрольном участке к 1 классу повреждения(КП1).
По таблице 2 для хвоинок2-го года жизни находим, что загрязненность воздушной среды на исследуемомучастке относится к 4 классу – заметно загрязненному («тревога»), а наконтрольном участке загрязненность воздуха относится к 2-ому классу (чистый воздух).