CC BY
83
КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И СОСТОЯНИЯ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ ПУШКИНСКОГО РАЙОНА МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
B.C. НИКОЛАЕВСКИЙ, Е.А. КОЗЛОВА, МГУЛ
Московская область среди центральных областей Европейской территории России имеет самый высокий уровень загрязнения - более 240 т/км2 в год. Это связано с высокой урбанизацией (численность населения в области в 1991 г. составляла 15712 тыс. человек, из них 8987 тыс. - в Москве) и большим числом коммунальных объектов (10 % производительных сил России). Плотность населения здесь достигает 334 чел./км2 или в 40 раз более средней плотности в стране. Большая часть промышленного потенциала области (около 30 %) сосредоточена вблизи от Москвы и особенно в северо-восточном секторе области (Балашихинский, Люберецкий, Мытищинский, Щелковский и Ногинский районы). Нагрузка загрязнителей на единицу площади здесь складывается из выбросов местных предприятий и автотранспорта, а также дальнего переноса из Москвы с господствующими в этом направлении потоками воздуха. В ряде ближних к Москве районов (Балашихин-
ский, Щелковский и Пушкинский) вклад последней в загрязнение воздуха достигает 50-70 %. Поэтому улучшение экологической ситуации в северо-восточном секторе области в значительной мере зависит от возможности сокращения выбросов пол-лютантов в Москве. Сокращение собственных промышленных выбросов в районах не даст ощутимого экологического эффекта.
В настоящее время изменилась структура источников эмиссий. Если раньше до 40-50 % и более вклад в загрязнение воздуха был за счет промышленности, то сейчас (с 1997 г.) основным загрязнителем стал автотранспорт (до 70-80 %). Это вызвало изменение состава поллютантов (основными из них стали: Со, ТМох, углеводы,
бенз(а)пирен и др.) и стратиграфия выбросов (высота выброса стала 0,3-0,5 м).
Так как в Московской области очень густая сеть автодорог (14 тыс. км или плот-
'у
ность 0,3 км/км ), то в последние 3-4 года усилилось проникновение и распространение поллютантов на всей территории.
Для понимания экологической ситуации в Пушкинском районе Московской области приводим некоторые сведения по нему. Общая площадь района 612,3 км2. Селитебные, транспортные и промзоны составляют 31,4 % площади, леса - 38,7 %, сельскохозяйственные земли - 22,4 %. Население района 251,7 тыс. человек, плотность населения 411,1 чел./км2, из них городского - 87,4 %. Индекс производственной нагрузки в 1991 г. - 0,71. Годовое потребление энергии 394 тыс. шт. или 642 тут/км2. Годовое потребление энергии в районе в 2,8 раза превышает энергию биопродукции наземных экосистем. Продукция наземных экосистем района составляет 267 тыс. т/год или 436 т/км2 в год. Биопродукция кислорода
растительностью района 303 тыс. т в год, а потребление его промышленностью 900 тыс. т в год или в 3 раза больше биопродукции. Выброс поллютантов в атмосферу по явно заниженным в 3-4 раза данным [1] 5,5 тыс. т в год. Удельное загрязнение воздуха составляет 33,3 т/км2 (по нашим расчетам
5500 т _ __ . 2, _
-----------г = 8,98 т/км ). Если учесть4, что
612,3 км
годовая сумма выброса поллютантов 5,5 тыс. т занижена и не включает выбросы автотранспорта, то тогда цифра удельного загрязнения воздуха 33,3 т/км2, по-видимому, реальная. Ежедневное поступление загрязнителей в наземные экосистемы района в среднем составляет 91,2 кг/км2.
Рис. 1. Экологическое зонирование территории Пушкинского района по данным лихенометрии, экологические зоны по ИВЧ -1, II, III, IV и V:-----------границы зон; ===== - автодороги.
Масштаб 1 : 350 000
По сравнению с другими неблагополучными районами северо-восточного сектора области и в среднем по Московской области Пушкинский район характеризуется достаточно высокой плотностью населения, но меньшим годовым потреблением энергии, сравнительно высокой продукцией фитомассы в год и биопродукции кислорода, несколько меньшим потреблением кислорода промышленностью и отношения О, потребл.
——----------, выбросом загрязнителей в ат-
02 биопрод.
мосферу за год и удельным загрязнением территории. Вместе с тем эти показатели значительно превышают подобные в западных, более экологически благополучных, районах области.
В 1999 г. нами изучалось состояние эпифитной лихенофлоры в смешанных елово-березовых лесах района (33 пробные площади), на 4 пробных площадях радиальный годичный прирост у ели и березы, электрическое сопротивление (ЭС) и электрическая емкость (ЭЕТ) прикамбиальных тканей деревьев тех же пород и биометрические параметры хвои, листьев и годичных отрезков побегов у ели и березы. Методика исследований описана нами [5] в 1998г. Ранее нами [2, 3, 4, 5] с помощью этих же методов было проведено экологическое зонирование и дана оценка состояния хвойных насаждений в Щелковском, Балашихинском, Сергиево-Посадском районах и г. Королеве Московской области.
Л
1999 98 97 96 95 94 93 92 91 90
[ОДЫ
годы
Рис. 2. Радиальный годичный прирост: А - ель; Б - береза, к - контроль (IV зона); 1 - I зона; 2 - II зона; З - III зона
Исследования состояния эпифитной лихенофлоры показали (табл. 1), что на территории района можно выделить по индексу чистоты воздуха (ИЧВ) пять экологических зон. Эти зоны четко различаются как по числу видов лишайников (от 1,4 до 5), так и по проценту заселенных деревьев, высоте и плотности заселения коры деревьев ели и березы.
Экологические зоны в Пушкинском районе в определенной мере «привязаны» к источникам эмиссий. Так I зона с ИЧВ до 10 (рис. 1) занимает территорию южной части района между г. Королевым, Ивантеевкой, Пушкино и пос. Правдинский. Второй участок этой зоны в северной части района, где близко расположены две автотрассы на Сергиев Посад с интенсивным движением автомашин. Большую часть района занимает II экологическая зона (ИЧВ от 10,1 до 20), где загрязнение воздуха создает преимущественно автотранспорт. III экологическая зона (ИЧВ от 20,1 до 30,0) расположена в западной части района и в северо-восточной за г. Красноармейском. IV экологическая зона (ИЧВ от 30,1 до 40) в районе поселка Луговая и небольшой участок пятой зоны (ИЧВ от 40,1 до 50) обнаружены южнее г. Красноармейска.
Пробная площадь в кв. 21 Алешкин-ского лесничества нами использовалась для исследований в качестве относительного контроля (ИЧВ = 33,9). Изучение радиального годичного прироста в экологических зонах у ели и березы показало (рис. 2), что с увеличением загрязнения воздуха в зонах (с уменьшением ИЧВ) радиальный прирост у ели снижается и во II и I зонах постоянно ниже за период с 1990 по 1999 гг. В III зоне в отдельные годы годичный радиальный прирост у ели близок к приросту в IV зоне. У березы во II и III зонах годичный радиальный прирост был ниже в этот период за исключением 1999 г. Вероятно, в последнем случае это снижение радиального прироста связано с сильной засухой.
Исследования показали четкое изменение (табл. 2) электрофизических параметров деревьев ели и березы по экологическим зонам и, следовательно, с уровнями загрязнения воздуха в них. У обеих пород в IV зо-
не отношение Пф ---------- в прикамбиаль-
100 кГц
ных слоях на высоте 1,3 м модельных деревьев максимальное (ель = 7,87; береза = 12,87) и уменьшается почти пропорционально индексу ИЧВ в зонах. Меньшая величина указанного отношения у ели по сравнению с березой во всех зонах и даже в четвертой, несомненно, связано с влиянием в 1999 г. сильной засухи (измерения ЭС и ЭЕТ проводились в конце периода засухи 6-8 августа). Низкие величины отношения
Пф —у ели в I и II зонах и у березы в I 100 кГц к
зоне можно связывать со значительным ослаблением деревьев и их жизнеспособности.
Изучение биометрических параметров вегетативных органов у ели и березы на пробных площадях показало, что количество хвои у ели на годичных отрезках боковых в кроне побегов четко связано с уровнями загрязнения воздуха (отрезки 1999, 1998 и 1994 гг.). На отрезках 1997, 1996 и 1995 гг. эта закономерность не проявилась. Сухой вес 50 шт. хвои на годичных отрезках побегов у ели больше в контроле (1999, 1998 и 1997 гг.) и меньше по мере увеличения загрязнения воздуха в зонах III, II и I. Сухой вес годичных ^грезков побегов у ели обнаруживает связь с загрязнением воздуха только за 1995 и 1994 гг. У молодых побегов (1999, 1998 и 1997 гг.) эти различия несущественны.
У березы повислой количество листьев на годичном (за 1999 г.) побеге, средний суммарный вес 1 листа побега, сухой вес годичного отрезка побега и его длины различаются по экологическим зонам нечетко. Вместе с тем средний сухой вес отдельных листьев березы на годичном побеге от основания его к вершине уменьшается, а во II зоне вес каждого листа меньше, чем в IV и III зонах. Было замечено также, что в IV зоне листья березы повислой в большей степени, чем в I и II зонах объедены энтомовредите-лями, начиная с третьего или четвертого листа от основания побега. Это в некоторой мере затрудняло сравнительную оценку биометрических параметров у березы.
Таблица 1
Параметры лихенофлоры и ИЧВ в экологических зонах Пушкинского района
Зона Число видов лишайников Ель Береза ИЧВ
% засел, деревьев высота засел., м. плотн., баллы % засел, деревьев высота, м плотн., баллы
I 1,4 3,8 0,32 1,08 14,7 0,88 1,41 6,38
11 2,38 33,4 0,56 1,65 58,0 0,81 2,28 16,71
III 2,75 67,4 0,54 2,39 85,8 1,44 3,04 25,5
IV 4,8 98,5 1,79 1,97 99,6 1,66 1,64 31,64
V 5,0 100 0,94 2,52 - - - 42,4
Таблица 2
Электрофизические параметры деревьев в экологических зонах Пушкинского района
Средн. год. конц. (БОг), мкг/м3 Ель Береза
№ зоны Ком — кГц 100 Пф — кГц 100 Отнош. Пф — кГц 100 Ком — кГц 100 Пф — кГц 100 Отнош. Пф — кГц 100
I 25-30 10,65 7,5 195 66,5 2,93 19,01 11,74 244 ~49~ 4,98
II 15-24 8,05 5,24 279 85,5 3,26 13,3 9,22 448 70,6 6,34
III 8-14 10,1 6,8 449 60 7,48 11,4 7,72 386 54,5 7,08
IV 5-8 9,2 6,33 488 62 7,87 13,2 10,7 560 43,5 12,87
По данным лихенометрических исследований проведено экологическое зонирование территории Пушкинского района. Всего выявлено пять экологических зон с уровнями загрязнения воздуха от 25-30 мкг/м3год (в переводе на действие диоксида серы). Максимальные уровни загрязнения воздуха в районе приурочены к городам Королев, Пушкино, Ивантеевка и пос. Правда (I зона) и автотрассам с интенсивным движением автотранспорта.
Увеличение загрязнения воздуха поллютантами вызывает снижение годичного радиального прироста деревьев и особенно значительное у ели, повышение электрического сопротивления прикамби-альных тканей (при 3 кГц), уменьшение электрической емкости их и снижение отношения ЭЕТ при 3 кГц к ЭЕТ при 100
кГц. Снижение последнего показателя до 4,98 (береза) и 2,93 (ель) в I зоне, то есть в 2,7 и 2,6 раза по сравнению с IV зоной (относительный контроль) вызвано влиянием поллютантов на фоне серьезной в 1999 г. засухи. Ухудшение состояния деревьев по любым другим причинам также сопровождается увеличением ЭСТ и снижением от-
3 кГц
ношения Пф----------- вследствие подавле-
100 кГц
ния физиологической активности растений [4].
Биометрические параметры вегетативных органов у ели и березы обнаруживают, но не всегда четкую связь с уровнями загрязнения воздуха в экологических зонах. Вероятно, это явилось следствием действия в 1999 г. сильной засухи.
Литература
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В., Батоян В.В., Моисеен-
ков О.В. Сравнительный анализ и оценка экологического состояния районов Московской области. -М.: Аслан, 1994. - 46 с.
2. Николаевский B.C., Николаевская Т.В. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха и состояния лесной растительности в системе ОВОС // На-учн. тр. МГУЛ. - Вып. 268. - 1995. - С. 33-47.
3. Николаевский B.C., Баканов А.В. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха и состояния лесных экосистем Сергиево-Посадского района
Московской области // Научн. тр. МГУЛ. - Вып. 268,- 1995.-С. 67-78.
4. Николаевский B.C., Николаевская Н.Г., Придат-ченко А.М. Экологическая оценка загрязнения атмосферного воздуха и состояния зеленых насаждений г. Калининграда Московской области // Известия жилищно-коммунальной академии. Городское хозяйство и экология. - 1996. - № 2. - С. 27-35.
5. Николаевский B.C. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. - М.: МГУЛ, 1998.- 192 с.
ПРИБЛИЖЕННАЯ МОДЕЛЬ АТМОСФЕРНОГО ПЕРЕНОСА ТОКСИКАНТОВ В ТЕГЕРАНЕ
Ф. ОММИ, Исламская республика Иран
Столица Исламской республики Иран располагается в южных предгорьях Эльбруса. Таким образом, с севера Тегеран надежно заслонен горным хребтом, имеющим высоту около 4500 м.
Рельеф местности, на которой находится Тегеран, может быть охарактеризован схематически (рис.). Форма города близка к форме круга. Цифры на рисунке обозначают высоту над уровнем моря. Следовательно, уклон поверхности имеет направление с севера на юг и с востока на запад. Площадь города около 650 км2. Население города составляет около 6,5 млн. человек.
4500
Площадь города под строениями с площадью улиц и дорог составляет около 400 км2. Проективная площадь зеленых насаждений в городе составляет около 260 км2. Площадь открытых водных поверхностей крайне незначительна (около 2 км2). Это, главным образом, каналы, отводящие воду, текущую с гор. Таких каналов пять, длиной около 30 км и средней шириной около 10 м.
Климат в городе сухой. Среднее количество осадков около 250 мм (на склонах Эльбруса выпадает до 2000 мм в год). Средняя годовая температура +2 °С, средняя температура июля +29 °С. Диапазон изменения годовой температуры —10 °С — +40 °С.
1800
1500
\\
Рисунок. Схематический рельеф Тегерана
