доклад по теме биоиндикация аэротехногенных территорий

Выпускная квалификационная работа
Биоиндикация аэротехногенных территорий с помощью хвойных растений
Работу выполнила: студентка 4 курса
химико-биологического факультета
направление естественнонаучное
образование, профиль «Экология»
Черненко Антонина Александровна
Научный руководитель:
к.с.-х.н., доцент кафедры
Экологии и природопользования Кубрина Л.В.
В наше время окружающая среда находится в состоянии экологического кризиса. Это тесно связанно с современной деятельностью человека. С тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт.
Растения очень четко реагируют на состояние природной среды. Листья являются самыми чувствительными к действию атмосферных загрязнителей, как в прочем и многих других факторов. Такая чувствительность объясняется тем, что большинство важных физиологических процессов осуществляется в листе, который служит как бы центром вариабельности или пластичности организма.
Несмотря на возрастающую озабоченность, состоянием воздушной среды и усилением мер контроля, выброс газообразных загрязнителей не уменьшается, что приводит к повреждению растений и их гибели. Воздушное загрязнение наносит большой вред лесному хозяйству и вызывает устойчивые сдвиги в природных экосистемах. Исследование влияния загрязнения воздуха на растительность может послужить важной основой для разработки профилактических мероприятий на основе контроля загрязнения воздуха.
Доля каждого из вышеперечисленных источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Поэтому для сравнения были взяты образцы хвои сосны обыкновенной, показывающие состояние окружающей среды в районе Омского нефтеперерабатывающего завода, завода «Синтетический Каучук», Дома Творчества, Парка Победы, проспектов Комарова и Губкина.
Цель работы: определить интенсивность загрязнения аэротехногенных территорий с помощью хвойных растений; реализовать полученные результаты на уроках экологии в школе.
Для достижения цели выделили следующие задачи:
Изучить литературу по данной проблеме.
На основе смыва хвои определить интенсивность прорастания семян пшеницы.
Выяснить урон, наносимый источниками загрязнений.
Проанализировать результаты исследований.
Оценить состояние воздушной среды города Омска.
Предмет исследования: хвойный лес (лесополосы).
Объект исследования: сосна обыкновенная.
Вследствие загрязнения воздуха неуклонно растет число больных, страдающих такими заболеваниями, как хронический бронхит, эмфизема легких, различные аллергические заболевания и рак легких. Человеку нужен чистый воздух. Без него он не может жить. Думаю, для каждого человека важно то, чем он дышит. И наша задача сохранить его.

В силу прикрепленного образа жизни растения особенно зависимы от состояния двух сред – наземно-воздушной и почвенной, в которых происходит их рост и развитие. Поэтому на жизнедеятельность растительного организма загрязнения атмосферы и почвы оказывают самое непосредственное влияние.
В результате различных видов человеческой деятельности в воздух выбрасывается более 200 различных компонентов. Это сернистый газ, оксиды азота, угарный газ, озон, соединения фтора, углеводороды, фенолы, пары серной, сернистой, азотной и соляной кислот,  а также твердые частицы сажи, золы, пыли, в свою очередь содержащие токсические оксиды свинца, селена, цинка. В промышленно развитых странах около 20% газовых выбросов приходится на  промышленную деятельность (электроэнергетика, производство нефти, бумаги, химическая промышленность, черная и цветная металлургия), столько же - на отопительные системы, около 10% - на переработку и уничтожение отходов,  и более чем на 50% атмосферное загрязнение обусловлено автотранспортом. Кроме прямого вредного воздействия газов на растения, которое проявляется непосредственно на листовом аппарате, имеет место косвенное влияние, осуществляющееся через почву. Оно приводит к гибели полезной микрофлоры, негативному изменению почвенного поглощающего комплекса, отравлению корневой системы, нарушению минерального питания.
Известно, что на загрязнение среды наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения. Это обуславливает выбор сосны как важнейшего индикатора антропогенного влияния, принимаемого в настоящее время за «эталон биодиагностики». Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. Например, при хроническом загрязнении лесов диоксидом серы наблюдаются повреждения и преждевременное опадание хвои сосны. В зоне техногенного загрязнения отмечается снижение массы хвои на 30-60% в сравнении с контрольными участками.
Выбор Pinus sylvestris L. в качестве основного вида-биоиндикатора не случаен. Сосна как нельзя лучше подходит в качестве модельного вида-биоиндикатора.
Во-первых, сосна очень чутко реагирует на малейшее изменение условий произрастания, в том числе и загрязнение среды.
Во-вторых, сосна широко распространена на большей части лесной зоны территории России, следовательно, проблема поиска участков для исследования сведена к минимуму.
Упрощается и проблема сравнимости данных из разных регионов.
В-третьих, сосновые леса весьма ценны как для целей рекреации, так и для лесной промышленности.
Удобство выбора сосны для проведения исследования связано еще и с тем, что сосна – вечнозеленое растение и дает один побег в год, что существенно облегчает наблюдение. Характерными признаками неблагополучного состояния окружающей среды и особенно газового состава атмосферы служат появление разного рода хлорозов и некрозов, уменьшение размеров ряда органов (длины хвои, побегов текущего года, прошлых лет, их толщины, размера шишек, сокращение величины и числа заложенных почек). Последнее является предпосылкой уменьшения ветвления. В виду меньшего роста побегов и хвои в длину в зараженной зоне наблюдается сближенность расстояния между хвоинками (их больше на 10 см побега, чем в чистой зоне). Наблюдается утолщение самой хвои, уменьшается продолжительность ее жизни (1-2 года в загрязненной зоне и 3-5 в чистой). Влияние загрязнений вызывает также стерильность семени (уменьшение их всхожести). Все эти признаки не специфичны, однако в совокупности дают довольно объективную картину. (Фёдорова, Никольская, 2001)
Исследования проводились в лаборатории «Цитоэкологии» при кафедре экологии и природопользования в 305 аудитории ОмГПУ.
Для проведения исследования были определены шесть (6) участков, на которых были отобраны пробы (на расстоянии 5, 10, 15 м от дороги):
Дом творчества;
ОАО «Омский нефтеперерабатывающий завод»;
Парк Победы;
Проспект Комарова;
Улица Губкина;
Завод СК.
В процессе экспериментальной работы было проведено 2 практических работы. Это №1. Определение состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных и №2. Определение загрязнённости аэротехногенных территорий по смыву хвои.
По результатам первой работы выяснили, что взятые в разных точках города образцы хвои при одинаковой продолжительности жизни имеют различные размеры, число почек на побеге, различаются по классам повреждения и усыхания хвои. Так, самая короткая хвоя была взята на улице Губкина в 5 метрах от дороги, у которой по классу усыхания хвоя с небольшим числом повреждений и по классу повреждений. А самая длинная - на проспекте Комарова в 15 метрах от дороги.
Во второй работе результаты опыта сравнивали с контрольным образцом, пророщенным на проточной воде. На основе полученных графиков нами были построены графики, показывающие тенденцию развития растений пшеницы и точку, в которой аэротехногенное загрязнение минимальное или максимальное. По результатам второй работы выяснили, что более жизнеспособны семена пшеницы, которые поливали водой смыва хвои первого года (1, 2, 3, 6, 8, 10, 11, 13, 14). Поэтому следует считать, что хвоя 2 года накапливает больше загрязняющих веществ, чем хвоя 1 года того же растения. Максимальное количество проросших зёрен (30) выявлено при поливе смывом хвои 1 года завода СК в 5 метрах от дороги; минимум – хвоя 1 года, собранная у Дома Творчества в 5 метрах от дороги – 14 проростков. Также следует отметить, что семена пшеницы имеют большую всхожесть при использовании проточной воды. Отсюда видим, что в смывах хвои, собранной на всех участках, содержатся вещества, замедляющие рост и развитие семян пшеницы.
Таким образом, можем предположить, что вещества, присутствующие на хвое сосны обыкновенной оказывают также отрицательное влияние на окружающую среду, и, как следствие, на людей.
Для апробации результатов проведённого исследования нами был разработан урок - лабораторная работа для шестого класса общеобразовательной школы, в ходе которого учащиеся познакомятся с представителями Голосеменных – сосной обыкновенной и елью сибирской, а также научатся их различать шишки. Этот урок разработан на основе первой экспериментальной работы «Определение состояния окружающей среды по комплексу признаков у хвойных».

Вывод: В силу прикрепленного образа жизни растения особенно зависимы от состояния двух сред – наземно-воздушной и почвенной, в которых происходит их рост и развитие. Поэтому на жизнедеятельность растительного организма загрязнения атмосферы и почвы оказывают самое непосредственное влияние.
Известно, что на загрязнение среды наиболее сильно реагируют хвойные древесные растения. Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения, а также продолжительность жизни хвои. Именно с помощью хвои сосны обыкновенной были произведены исследования в данной работе.
Из первого исследования получили, что взятые в разных точках города образцы хвои при одинаковой продолжительности жизни имеют различные размеры, число почек на побеге, различаются по классам повреждения и усыхания хвои. Так, самая короткая хвоя была взята на улице Губкина в 5 метрах от дороги, у которой по классу усыхания и по классу повреждения хвоя с небольшим числом повреждений. Из этого следует, что самый высокий уровень загрязнения на улице Губкина (Советский округ). Это выше, чем уровень загрязнения на том же участке в 2008 году (результаты исследований Омского центра по мониторингу загрязнения окружающей среды).
А самая длинная хвоя - на проспекте Комарова (Кировский округ) в 15 метрах от дороги. Понятно, что при хорошем состоянии хвои растение имеет благоприятные условия произрастания, следовательно, низкий уровень загрязнения. Такое же состояние отмечено и в 2008 году.
По результатам проведённых в работе исследований можно составить таблицу:

Таблица 2. Характеристика уровня загрязнения г. Омска в 2009 году.
Название округа г. Омска
Уровень загрязнения в 2008г.
Уровень загрязнения в 2009 г.

Советский
повышенный
высокий

Центральный
низкий
повышенный

Кировский
низкий
низкий


Мы видим, что в Советском и Центральном округах ситуация изменилась в сторону повышения уровня загрязнений. А Кировском округе, наоборот – в сторону понижения уровня загрязнения.
Таким образом, в процессе данной работы были достигнуты все поставленные цели. Мной планируется дальнейшая работа по данной теме в магистратуре. Спасибо за внимание!









HYPER13PAGE HYPER15


HYPER13PAGE HYPER144HYPER15





Приложенные файлы

  • doc doklad.doc
    Размер файла: 56 kB Загрузок: 0