Качество атмосферного воздуха

Изучение степени загрязнения атмосферного воздуха методами биоиндикации в микрорайоне учреждения образования

При изучении степени загрязнения окружающей среды промышленными объектами важна реакция биологических объектов на поллютанты (загрязняющие вещества).Система наблюдений за реакцией биологических объектов на воздействие поллютантов называется биологическим мониторингом.

Биологический мониторинг включает в себя наблюдение, оценку и прогноз изменений состояния экосистем и их элементов, вызываемых антропогенным воздействием.

Одним из основных объектов глобального биологического мониторинга выбраны лишайники. В последние десятилетия показано, что из компонентов загрязненного воздуха на лишайники самое отрицательное влияние оказывает двуокись серы (SO2). Экспериментально установлено, что это вещество в концентрации 0,03 - 0,1 мг/м3 (30-100 микрограмм/м3) начинает действовать на многие виды лишайников. На лишайники губительно действуют и другие загрязнители - окислы азота (NO, NO2), окись углерода (СО, СО2), соединения фтора и другие. Кроме того, в городах сильно изменены и микроклиматические условия: города «суше» по сравнению с естественными ландшафтами (примерно на 5%), теплее на 1-3°, беднее светом.

Таким образом, лишайники являются интегральным индикатором состояния среды и косвенно отражают общую «благоприятность» комплекса абиотических факторов среды на биотические. Кроме того, большинство химических соединений, негативно влияющих на флору лишайников, входят в состав основных химических элементов и соединений, содержащихся в выбросах большинства промышленных производств, что позволяет использовать лишайники именно в качестве индикаторов антропогенной нагрузки.

Все это предопределило использование лишайников и лихеноиндикации в системе глобального мониторинга состояния окружающей среды.

Для изучения относительной численности лишайниковмы использовали метод линейных пересечений. Этот метод заключается в наложении на окружность ствола дерева мерной ленты с фиксированием всех пересечений ее со слоевищами лишайников. После выбора модельного дерева исследователь определяет на стволе точку, находящуюся на высоте 150 см от комля с северной стороны (использовать компас). Затем на ствол накладывается мерная лента с делениями таким образом, чтобы ноль шкалы ленты совпадал с выбранной точкой, а возрастание чисел на шкале соответствовало движению по часовой стрелке (с севера на восток). После полного оборота вокруг ствола лента закрепляется на стволе булавкой в нулевой точке. Совмещая последнее деление и ноль ленты определяют длину окружности ствола. Ее при дальнейших расчетах принимают за 100 %. После этого начинают измерения, двигаясь взглядом по ленте и фиксируя начало и конец каждого пересечения ленты с талломами лишайников. Измерения проводятся с точностью до 1 мм. Значения записываются в таблицу. Далее производятся подсчеты.

Для своих исследований мы выбрали один вид дерева – береза бородавчатая. Одна площадка для исследований была расположена на пришкольной территории, а вторая – в сквере, в районе трамвайного кольца. На каждой площадке мы выбрали по 10 деревьев. По данным полевых измерений в домашних условиях мы произвели расчет проективного покрытия лишайников.

 

 

 

Характеристики модельных деревьев и результаты измерений:

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 1

Окружность ствола: 90 см

Виды лишайников

Месторасположение талломов (см)

Проективное покрытие %

1 вид «зеленый»

2 вид

«серый»

3 вид «желтый»

4,2-5,7; 13-14; 24,3-26,1; 51-57,3; 84-85.

1-3; 36,5-37,3; 50,3-51; 62-64,3; 69-78.

56,5-58,5; 65-66; 88-89.

12,89

 

16,44

 

4,44

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 2

Окружность ствола: 92 см

1 вид «зеленый»

2 вид «серый»

3 вид «желтый»

13-18; 25,3-28,1; 32,5-33; 44-45,5; 50,1-52.

12,5-12,9; 47,5-50.

 

63,2-65,1.

12,72

 

3,15

 

2,07

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 3

Окружность ствола: 83 см

1 вид «зеленый»

2 вид «серый»

3 вид «желтый»

1-2; 2,5-3,1; 3,5-4,8; 5,6-7,0; 10-11; 17,2-22.

7,3-9,1; 11-13; 14-17; 62-65; 71-73,5.

4,9-5,4; 26,7-27; 39,7-39,9; 69,7-70,4.

12,17

 

14,82

 

2,05

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 4

Окружность ствола: 74 см

1 вид «зеленый»

 

2 вид «серый»

 

10,5-11,9; 18,6-18,9; 33,4-33,7; 36,6-37; 39,3-40; 48,6-49; 53,9-54,6.

3-5; 6,2-7,9; 13-14,1; 22-22,5; 24-24,6; 71-73.

5,68

 

 

10,68

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 5

Окружность ствола: 81 см

1 вид «зеленый»

2 вид «серый»

3 вид «желтый»

4 вид «голубой»

1,5-2,3; 15,6-17,9; 24,5-25,7; 68,8-70,7; 72,9-78,6.

2,6-3; 6-6,5; 33,1-34,7; 39-40; 49,3-49,7.

4,2-4,5; 51-53,2.

 

5-5,3; 80-80,5.

14,69

 

4,81

 

3,09

 

0,99

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 6

Окружность ствола: 96 см

1 вид «зеленый»

2 вид «серый»

3 вид «желтый»

5,3-6,1; 79,7-80,3.

 

36-37,3; 41-42,1; 42,7-44; 47,6-51; 66,8-67,7.

1-1,7; 13-14,2; 15-15,9.

1,46

 

8,33

 

2,92

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 7

Окружность ствола: 108 см

1 вид «зеленый»

2 вид «серый»

3 вид «желтый»

4 вид «голубой»

4-7,8; 80-82; 86-87; 92-97.

 

17-18,2; 33-35,1; 41,2-42,3; 68-69,3.

77-82; 86-88; 94-96; 105-107.

 

29-30; 90-91,5.

10,93

 

5,28

 

11,39

 

2,31

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 8

Окружность ствола: 91 см

1 вид «зеленый»

2 вид «серый»

3 вид «желтый»

2,3-3,5; 9-9,6; 12-12,9; 22-23,6; 32-34,1; 55-55,8; 62-63,5.

3,9-5,1; 13-15,1; 65-67,6; 72-72,5.

4-4,9; 6-6,7; 88-89,3.

9,56

 

7,03

 

3,19

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 9

Окружность ствола: 92 см

1 вид «зеленые»

2 вид «серый»

3 вид «желтый»

4 вид «голубой»

1-3; 6-6,5; 9-9,6; 13-14,9; 22-25; 65-69; 72-73,8.

3,6-4,2; 7-7,8; 16-19; 20-21,1; 44-45,4.

4,5-5,1; 12-12,8; 27-29.

 

5,5-5,9; 91-91,9.

15

 

7,5

 

3,7

 

1,41

Вид дерева:

Береза бородавчатая

Номер дерева: 10

Окружность ствола: 86 см

1 вид «зеленый»

2 вид «серый»

 

13,5-17,5; 20,6-21,3.

 

28,5-29,2.

5,47

 

0,81

 

При оценке уровня загрязнения той или иной территории методами лихеноиндикации мы использовали количественный подход. Для этого рассчитываются специальные лихеноиндикационные индексы, учитывающие как отношение встреченных видов лишайников к тому или иному классу полеотолерантности, так и данные количественных измерений их численности.

В своем исследовании мы считали индекс чистоты атмосферы, IAQ (IndexofAtmosphereQuality, IAQ), не требующим знаний о видовом составе лишайников: I ,где Qi - экологический индекс определенного i-того вида (или индекс ассоциированности), Сi – показатель обилия i-того вида, а n - количество видов.

Вначале IAQ рассчитывается для каждого модельного дерева в отдельности, затем находится среднее значение для всей площадки в целом.

 Экологический индекс (индекс ассоциированности) Q характеризует количество видов, сопутствующих данному виду на всей пробной площадке, плюс сам описываемый вид. Фактически – это общее число видов, обнаруженных на данной площадке.

Оценка проективного покрытия вида дается по такой же 10-балльной шкале, что и при расчете индекса полеотолерантности.

Оценка проективного покрытия дается по 10-балльной шкале:

Балл

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Покрытие, %

1-3

3-5

5-10

10-20

20-30

30-40

40-50

50-60

60-80

80-100

 

Таким образом, чем больше проективное покрытие лишайников, и чем больше видов обитает на данном участке местности, тем выше показатель IAQ и, соответственно, тем чище воздух местообитания. Значения IAQ могут располагаться в диапазоне от 0 до бесконечности (теоретически).

Индекс чистоты атмосферы, IAQ

Номер дерева

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

среднее

значение

IAQ

4

2,8

3,6

2,8

4

2

4,8

3,2

4

1,6

3,28

Полученное среднее значение IAQ на выбранной площадке, мы проанализировали с табличными данными, а затем сравнили с аналогичным индексом для второй площадки (IAQ = 4,25).Также, как и индекс полеотолерантности, индекс чистоты атмосферы IAQ коррелирует с концентрацией SO2 в воздухе (по Трассу, 1985):

 

IAQ

Концентрация SO2, мг/м3

0-9

более 0,086

10-24

0,086 - 0,057

25-39

0,057 - 0,028

40-54

0,028 - 0,014

Более 55

менее 0,014

        

         На двух исследуемых площадках среднее значение индекса IAQ показывает содержание SO2в воздухе более 0,086мг/м3.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух включают выбросы от мобильных и стационарных источников выбросов;

- мобильные источники выбросов – транспортные средства и самоходные машины, оснащенные двигателями, эксплуатация которых влечет за собой выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух; выбросы загрязняющих веществ от мобильных источников рассчитываются в соответствии с Инструкцией о порядке учета выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от мобильных источников на основании количества потребляемого топлива и данных по распределению парка механических транспортных средств, находящихся в обращении на территории Республики Беларусь;

- стационарные источники выбросов – источники выбросов, перемещение которых без несоразмерного ущерба их назначению невозможно;

Основными стационарными источниками загрязнения атмосферного воздуха в микрорайоне школы можно считать следующие предприятия: ОАО «Витебскдрев» и ОАО «Витебский завод радиодеталей «Монолит»».

свернуть