CC BY
51
УДК 502.3:613.15:582.29(043.2)
ДОСЛ1ДЖЕННЯ СТАНУ АТМОСФЕРНОГО ПОВ1ТРЯ СВЯТОШИНСЬКОГО РАЙОНУ М1СТА КИСВА МЕТОДОМ Л1ХЕНО1НДИКАЦН
М.М. Радомська1, Т.В. Страва2, О.А. Колотило3
Розглянуто основнi засади бiомонiторингу та переваги i недолiки методу лiхенош-дикащ! для дослiдження стану атмосферного пов^я мiських екосистем. Наведено характеристику еколопчно! ситуащ! та техногенного навантаження у Святошинському районi Киева. Дослщжено просторовий розподш основних забруднювальних домiшок. Проаналiзовано видову рiзноманiтнiсть, чисельшсть та життездатнiсть лiхенофлори. Оценено стан та еколопчну функцiональнiсть деревних насаджень на дослщжуваних територiях. Встановлено домшуючий вплив транспортного навантаження та несанкщ-онованих звалищ вiдходiв на формування еколопчно! ситуацй'.
Ключовг слова: лiхеноiндикацiя, бiоморфологiчнi ознаки, деревостан, трансект, забруднення атмосферного повiтря.
Розвиток iнфраструктури мкта, промисловостi i збiльшення енергогене-руючих потужностей, iнтенсивне зростання iнженерно-будiвельних робгг та кiлькостi транспорту на дорогах штенсифжуе забруднення повiтря i призводить до серйозних проблем зi здоров'ям населения мкта. Тому дослiдження забруднення атмосферного повггря у мегаполках е актуальним науково-технiчним завданням, основу якого становлять надiйнi методи контролю i прогнозування динамiки стану пов^яного басейну шляхом бiологiчного монiторингу, що пе-редбачае виявлення негативних змш якостi абiотичних компонентов довкiлля.
Рослиншсть е найбiльш пластичним компонентом довкшля, що чутливо реагуе на зниження його якостi. Змiнюючись пiд впливом сукупностi факторiв навколишнього середовища, рослиншсть ввдображае собою, тобто свош станом, слвди минулих i поточних негативних впливiв. У порядку зростання толе-рантностi (терпимостi) рослин до дц забруднювачiв 1'х розташовують у такому порядку: лишайники - хвойш - трав'яш - листопаднi. Тому останшм часом лишайники набули особливо!' популярност як бiоiндикатори забруднення навколишнього середовища ^ насамперед, атмосферного повiтря.
Зi всiх груп лишайниюв найбшьшою чутливiстю володiють лишайники-епiфiти. Чутливiсть ше! групи лишайниюв до забруднення повiтря визна-чаеться:
• симбютичною природою взаемодн компонентiв лишайника (гриба i водороси);
• великою поверхнею абсорбцн (усi речовини, враховуючи газоподiбнi i розчине-нi у водi полютанти, поглинаються всieю поверхнею талому);
• високою гiдрофiльнiстю;
• мкцем iснування (осади, що стшають по стовбуру, мiстять значно вишД концен-трацн полютантiв, нiж осади на вщкритих мiсцях);
• тривалютю життя.
1 доц. М.М. Радомська, канд. техн. наук - Нанюнальний ашацшний ун1верситет, м. Ки1в;
2 студ. Т.В. Страва - Нанюнальний авiаншний ун1верситет, м. Ки1в;
3 студ. О.А. Колотило - Нанюнальний авiацшний ун1верситет, м. Ки1в
Тому як бшндикатор у цьому дослвдженш використано саме ешфггш лишайники, якi ввдповщають усiм вимогам до рослин-iндикаторiв, тобто не е надто чутливими або надто спйкими до забруднення, мають тривалий життевий цикл, а також значно поширеш, причому кожний вид пристосований до певного мiсця зростання. Важливим фактором е також те, що в разi коротко-часного впливу високих концентрацiй забруднювачiв ешфггш лишайники зовнi майже не змiнюються, але тривалий вплив низьких концентрацш полютанта спричиняе в них таю пошкодження, якi не зникають до загибелi сланi.
Так, ще у XIX ст. вчеш звернули увагу, що видовий склад лишайниюв в iндустрiальних районах розрiзняеться настiльки сильно, що це дае змогу видь ляти лишайниковi зони. Вперше таю зони було видiлено у Стокгольма зона "лишайниково! пустелГ', де лишайники майже вщсутш, "зона змагання", де видовий склад лишайниюв бвдний, а самi вони володiють зниженою життездатшс-тю, i "нормальна зона" [1]. У Великобритани для вивчення поширення лишайник було залучено 15000 школяр1в для створення карти комплексно! оцш-ки стану атмосферного повггря [2].
Внаслiдок проведения численних дослiджень встановлено, що лишайники найбшьш чутливi до вмкту у повiтрi оксидiв сульфуру i нiтрогену. Досль дження А. Дмпрква [3] показали, що зi збшьшенням концентрацп забруднюва-ч1в у повiтрi стан популяцп лишайникiв зазнае таких змш:
1) знижуеться видова рiзноманiтнiсть лишайникiв: на чистих територiях (вщ-далених вiд мiста i джерел забруднення) кiлькiсть видiв становить не мен-ше 15-20, тодi як на урбашзованих територiях скорочуеться до 2-3 вид1в; при цьому накипш лишайники - найбiльш стiйкi до забруднення, найменш стiйкi - кущист!
2) знижуеться чисельнiсть лишайникiв: чисельшсть епiфiтних лишайникiв знижуеться в середньому на 1 погонний метр вщ 45 до 3-5 %;
3) зменшуеться величина таломiв лишайникiв (у 4-6 разiв), вiдзначаеться 1х роз'еднашсть i менш iнтенсивне забарвлення, що свщчить про пригнiчення життедiяльностi водоростевого компонента;
4) концентращя важких металiв, виявлена за допомогою атомно-адсорбцшно!' спектрометры, у таломi мiських лишайникiв на декшька порядкiв вище, нiж у контрольних, що зростають на чистих дшянках: у тисячу разiв бшьше свинцю, у сто разiв бшьше залiза, марганцю i кремнiю.
На основi узагальнення виявлених закономiрностей дослвдники розроб-ляють шкали оцiнки складу атмосфери [4, 5]. Лишайникова пустеля ввдображае сильне забруднення повiтря. Наявшсть тiльки накипних лишайникiв свiдчить про середне забруднення. Якщо е накипш i листуватi лишайники, можна зроби-ти висновок про середне забруднення пов^я. Нарештi, присутнiсть всiх трьох груп - кущистих, листуватих i накипних лишайник1в - свiдчить про практичну вiдсутнiсть забруднення повiтря Основш завдання роботи:
1. Визначити та порiвняти стан атмосферного повггря на обраних дiлянках у межах Святошинського району методом лiхеноiндикацil.
2. Проаналiзувати видову рiзноманiтнiсть, чисельнiсть та пошкоджешсть ли-шайник1в.
3. Дослщити зм1ну параметрiв стану лiхенофлори та й' життездатнiсть.
5. Оц1нити стан деревних насаджень на дослщжуваних територмх та 1х еколо-г1чну функцюнальшсть.
Методика проведення дослiдження. У межах Святошинського району було обрано 4 об'екти для дослвдження стану атмосферного пов^я методом ль хеношдикаци:
1. Борщапвський хiмiко-фармацевтичний завод та прилегла зелена зона - роз-глядають як потенцiйно небезпечний промисловий об'ект, що здiйснюе не-гативний вплив на стан атмосферного повпря.
2. Парк "Юшсть" - рекреацшний об'ект, що розташований поблизу пожвавле-но1 автомапстрал^ яка е основним джерелом забруднення.
3. Завод "Електронмаш" з прилеглими зеленими насадженнями - територ!я, що вiдрiзняеться iнтенсивним забрудненням атмосферного пов1тря внаслЬ док д1яльност1 заводу та розташованого поблизу стихшного смптезвалища.
4. Парк "Iнтернацiональний" - фонова точка, що знаходиться вщносно далеко в1д джерел забруднення.
Вибiр цих дiлянок для дослiджения спрямований на оцiнения якостi атмосферного повпря, що формуеться в умовах рiзного за штенсившстю i характером техногенного навантаження.
Основою оргашзацп дослiджень був метод лшшно! ординацц - вiд дже-рела забруднення у напрямку до незабрудненого району проводили трансекти; уздовж прокладених трансект оцiнювали параметри стану лiхенофлори. Зоною дослiджения була зона ввд поверхнi грунту до висоти 1,5 м, що вважають висо-тою дихання людини. Для кожного зразка визначено таю характеристики: наяв-шсть плодового тiла, здоров'я слаш, загальний стан дерев, що слугують субстратом для лишайникiв. Результати лiхеноiндикацiйного обстеження уза-гальнено окремо за такими показниками: частота виявлення основних типiв ли-шайнийв, юльюсть видiв, вiдсоткове покриття лишайниками стовбура дерев, загальний стан деревних рослин.
Результати дослщження. Дослiдна трансекта для Борщаг1вського хiмi-ко-фармацевтичного заводу нараховувала 40 дерев на ввдсташ вiд 50 до 4000 м. Результати ощнювання стану лiхенофлори сввдчать, що обсяг промис-лових викидiв, якi мiстять оксиди сульфуру i нiтрогену, амiак, луги, твердi час-точки соди, вапняку та саж^ е дуже незначним i мало впливае на забрудненiсть атмосфери, безпосередньо бiля самого пiдприемства. При цьому, в ходi дослi-дження виявлено дiлянки, де повiтря мало неприемний хiмiчний запах, i на деревах не було лишайникв. Найiмовiрнiше така ситуапдя зумовлена порушенням циркуляцп повiтря внаслiдок щiльноl забудови територц, тому основним джерелом забруднення у цьому випадку ватро вважати транспортний потiк.
Стан атмосферного повпря на територц парку "Юшсть" можна вважати задовшьним, оскiльки особливих ознак порушень життедiяльностi лишайникiв не спостережено, таломи достатньо зволоженi, хоча рiзноманiтнiсть видiв неви-сока: трапляеться 2 основш види.
Основною проблемою зони навколо шдприемства "Електронмаш" е не стшьки завод, скiльки гуртожитки навколо нього, що вже давно стали мкцем
утворення стихшних звалищ. Побутовi вiдходи на цш територií переносять у смiттeвi ями, котрi не були призначенi та не тдготовлеш для цього, безпосе-редньо бгля самих гуртожиткiв. Сдине, що вiддiляe жителiв цих будiвель вiд смiття, це пiвтораметрова бетонна огорожа, але вона не рятуе людей вiд шюд-ливого впливу речовин, що надходять у довкглля зi стихiйних звалищ. Звалища мають також значну санiтарну небезпеку, тому що е сприятливим середовищем для розвитку паразитично'1 фауни та мжрофлори, а також шкiдникiв.
Як висновок, можна констатувати, що на цш територн стан атмосферного повгтря незадовiльний, що вiдображаeться на якосп i деревостану, i лГхеноф-лори. Велика частка дерев (майже 40 %) зовам мертва. Серед живих дерев пе-реважають дуб та береза, що мають незначний вщсоток покриття лишайниками, а ''х волопсть дуже низька, колiр тусклий, а видовий склад зовсiм не бага-тий. Результати наших дослщжень свiдчать, що найвищою якiстю повГтря вгд-рiзняeться парк мIнтернацiональнийм: площа покриття дерев лишайниками тут максимальна. Це зумовлено достатшм вiддаленням вгд промислових об,eктiв та низькою штенсившстю транспортного потоку на прилеглих дглянках.
Узагальнюючи результати дослiдження, можна констатувати наявшсть фонового забруднення навколишнього середовища, що зумовлюe знижений рь вень рiзноманiття лiхенофлори: загальна кiлькiсть видГв не перевищуe 2-3 на кожному об^ки. При цьому, варто зазначити, що вс виявленi лишайники належать до роду Пармелш або Пармелюпсису, що вiдрiзняються чутливiстю до забруднення атмосферного повггря кислотними оксидами, отже, рiвень забруднення повггря речовинами щй' групи ще не досяг критичного рГвня, коли вижи-вання можливе тгльки для найстшюших видГв. Разом з цим вплив техногенного навантаження на фiтосферу урбосистеми Кжва вiдображаeться й у зменшенш площГ покриття дерев лишайниками. Так, максимальна вщносна площа покриття характерна для деревостану парку "1нтернащональний" та меншою мГрою -парку "Юшсть" (рис.).
Борщапвський Х1мшо- Парк ПаРк Насадження б'шя
Фармацевтичний завод "Юшсть" "1нтернащоналъний" "Електронмашу"
Рис. Середмй рiвень покриття лишайниками дерев Святошинського району
З шшого боку, виявлено, що велию промисловГ пiдприeмства не висту-пають основними факторами попршення стану навколишнього середовища, на вщмГну вгд транспорту та стихшних звалищ. Додатковим фактором, що впливаe на стан лгхенофлори, e рiвень здоров'я самих зелених насаджень. Стан дерев вь зуально визначено за сумою основних бюморфолоичних ознак: густота крони, кшьюсть, розмГр г колГр листя (хво''), наявнiсть або вщсутшсть вГдхилень у бу-довГ стовбура, крони Г пагошв, наявшсть Г частка сухих пагошв у крош або су-
ховершиннiсть, цшсшсть i стан кори. Важливими ознаками е уражешсть дерев шквдниками та шшими негативними природними та антропогенними факторами середовища.
Оцiнювания стану дерев проведено двома способами, що взаемодопов-нюють один одного. По-перше, у мкьких насадженнях прийнято роздiляти дерева на три групи якiсного стану: 1 - добрий, 2 - задовшьний i 3 - незадовшь-ний. По-друге, на пiдставi чинних "Санiтарних правил в лiсах Украши" видшя-ють 6 категорiй стану (життездатносп) дерев: 1 - дерева без ознак ослаблення, 2 - ослабл^ 3 - сильно ослабл^ 4 - тi, що усихають, 5 - сухостiй поточного року (всохт у поточному роцi), 6 - сухостш минулих рокiв.
Дослвдження життездатностi дерев у мiському середовищi проводено у перiод з серпня по жовтень 2015 р. Отримаш характеристики бiоморфологiчних ознак деревостану обраних об'ектiв можна узагальнити так:
• найбшьш чистою е територ1я парку "1нтернащональний": 80 % - дерева без ознак ослаблення, 10 % - ослабл^ 10 % - сильно ослаблц
• схожi характеристики мае парк "Ютсть": 70 % - дерева без ознак ослаблення, 20 % - сильно ослабл^ 10 % - и, що усихають;
• Борщапвський хiмiко-фармацевтичний завод: 70 % - дерева без ознак ослаблення, 25 % - сильно ослабл^ 5 % - п, що усихають;
• найпрший стан зелених насаджень бшя заводу "Електронмаш": 35 % - дерева без ознак ослаблення, 40 % - сильно ослабл^ 25 % - и, що усихають. Загалом на територц Святошинського району, беручи до уваги зазначеш
вище дослiджения, 60 % дерев - без ознак ослаблення, 3 % - ослабл^ 24 % -сильно ослабл^ 13 % - п, що усихають. Висновки. Загалом стан атмосферного повпря на дослвджувашй територц можна вважати задовшьним, серйозних джерел забруднення не виявлено. Частка накипних лишайникiв у загальному покриттi лишайниками дерев дослiджуваних дшянок становить у середньому 80-85 %, а листуватих - 15-20 %. З'ясовано, що зi збiльшениям ступеня забруд-неностi повiтря першими зникають кущистi лишайники, за ними листувап, ос-танн1ми - накипнi. Оскшьки кущистих лишайникiв на дослiджуваних дшянках не виявлено, стан екосистеми не е оптимальним.
Таким чином, застосування методiв лiхеноiндикащl хоча i не дае змоги кшьккно оцiнити рiвень забруднення, але слугуе ефективним iндикатором джерел забруднення та вказуе на стушнь деградацií природно1 системи пiд впливом антропогенних факторiв та межi И вадновлювальнох здатностi. Основним засо-бом покращення загальноí екологiчноí ситуацií у Святошинському райош е об-меження транспортного навантаження та вирiшения проблеми ефективного уп-равлiния збором та нейтралiзацiею побутових вiдходiв.
Лiтература
1. Вельчева Л.Г. Вивчення стану атмосферного повпря методом лiхенощдикацil / Л.Г. Вельчева, Л.В. Антоновська // Екологш та ноосферологiя : зб. наук. праць. - 2008. - Т. 19, № 1-2. - С. 182-185.
2. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Егоровой. - М. : Изд. центр "Академия", 2010. - 288 с.
3. Дмитриев А.И. Биоиндикация / А.И. Дмитриев. - Н. Новгород : Изд-во "Арка", 1996. - 33 с.
4. Басов В.М. Летний полевой практикум по экологии / В.М. Басов, В.И. Капитонов. -Ижевск : Изд-во ГТУ, 2000. - 160 с.
5. ДруговЮ.С. Мониторинг органических загрязнений природной среды. 500 методик. Практическое руководство / Ю.С. Другов, А.А. Родин. - М. : Изд-во БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 893 с.
Надклано до редакцй' 17.02.2016 р.
Радомская М.М., Страва Т.В., Колотило О.А. Исследование состояния атмосферного воздуха Святошинского района города Киева методом лихеноиндикации
Рассмотрены основные принципы мониторинга, преимущества и недостатки метода лихеноиндикации для исследования состояния атмосферного воздуха городских экосистем. Приведена характеристика экологической ситуации и техногенной нагрузки в Святошинском районе Киева. Исследовано пространственное распределение основных загрязняющих веществ. Проанализировано качество атмосферного воздуха в исследуемом районе по показателям состояния популяции лишайников. Проанализированы видовое разнообразие, численность и жизнеспособность лихенофлоры. Проведена оценка состояния и экологической функциональности древесных насаждений на исследуемых территориях. Установлено доминирующее влияние транспортной нагрузки и несанкционированных свалок отходов на формирование экологической ситуации.
Ключевые слова: лихеноиндикация, биоморфологические признаки, древостой, трансект, загрязнение атмосферного воздуха.
Radomska М.М., Strava Т. V., Kolotylo О.А. The Assessment of Atmospheric Air Condition within Svyatoshynsky District of Kyiv City Applying Licheno-indication Method
The basic principles of monitoring as well as the advantages and disadvantages of liche-noindication method for the study of urban ecosystems air condition have been considered. The characteristics of environment condition and technogenic pressure on Svyatoshinsky district of Kyiv city have been presented. The spatial distribution of the main pollutants has been investigated. The air quality in the study area based on lichens population status has been analyzed. The species diversity, abundance and lichen flora vitality have been analyzed. The assessment of environmental condition and functionality of tree plantations in the study area has been performed. The dominant influence of transport pressure and unauthorized waste dumping has been established as major factors of environmental situation formation.
Keywords: lichenindication, biomorphological signs, tree stand, transect, air pollution.
