Научная статья на тему 'Модельне дослідження важких металів екосистеми Тернопільського ставу'

Модельне дослідження важких металів екосистеми Тернопільського ставу Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
91
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
модельне дослідження / екологічний стан / моніторингові дослідження / важкі метали / свинець / model studies / environmental condition monitoring studies / heavy metals / lead

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — В. М. Триснюк, Т. В. Триснюк

Проведено модельне дослідження важких металів екосистеми Тернопільського ставу. Подано характеристику концентрації важких металів у різні періоди року і встановлено, що рослинність є найкращим акумулятором свинцю. Розроблені показники оцінки стану природно-техногенної гідроекосистеми залежать від конфігурації органічних сполук і міри порушеності басейнових ландшафтів.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Modeling studies of heavy metals Ternopil pond ecosystem

A modelling study of heavy metals Ternopil pond ecosystem. The article description given concentration of heavy metals in different periods of the year and found that vegetation is the best battery lead. Developed performance assessment of natural and man-made hydro depend on the configuration of organic compounds and the degree of disturbance Basin landscape.

Текст научной работы на тему «Модельне дослідження важких металів екосистеми Тернопільського ставу»

Лiтература

1. Аналiз пожеж, що сталися в УкраЫ за 4 мюящ. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.undicz.mns.gov.ua/news/171.html.

2. Ваврук С.Я. Математичне моделювання низинних лiсових пожеж / С.Я. Варчук, К.Х. Зе-ленський, В.О. Лщина. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://archive.nbuv.gov.ua/ portal/na-tural/vnulp/Komp-nauky/2009_638 / 16.pdf.

3. Дяченко О.В. Структурний аналiз лiсових пожеж, динамжа ix розвитку та поширення / О.В. Дяченко. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://gisap.eu/ru/node/1100.

Леко Т.Б. Состояние и перспективы предотвращения лесных пожаров в Украине

Проанализированы и обобщены статистические данные по динамике и последствиям пожаров в Украине в последние годы. Прослежена динамика колебания численности лесных пожаров и классифицированы причины их возникновения. Отмечено, что предупреждение пожара едва ли не единственное условие предотвращения людей от гибели.

Ключевые слова: лесные пожары, пожароопасная ситуация, солнечная активность, статистические данные.

Leko. T.B. Status and prospects of forest fire prevention in Ukraine

Analyzed and summarized statistical data on the dynamics and consequences of fires in Ukraine in recent years. The dynamics of fluctuations of forest fires and their causes are classified. Emphasized that fire prevention is the only prerequisite for protecting people from dying in fire.

Keywords: forest fires, fire hazards, solar activity, and statistical data.

УДК504.61 Ст. наук. ствроб. В.М. Триснюк, канд. геогр. наук

acnip. Т.В. Триснюк - 1нститут телекомуткацш i глобального тформацшного простору НАН Украти

МОДЕЛЬНЕ ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В ЕКОСИСТЕМИ ТЕРНОПГЛЬСЬКОГО СТАВУ

Проведено модельне дослщження важких металш екосистеми Терношльського ставу. Подано характеристику концентрацн важких металiв у pi3Hi перюди року i вста-новлено, що рослиншсть е найкращим акумулятором свинцю. Розроблеш показники оцшки стану природно-техногенно! пдроекосистеми залежать вщ конф^ураци оргашч-них сполук i мiри порушеност басейнових ландшафйв.

Ключовi слова: модельне дослщження, еколопчний стан, монiторинговi досль дження, важкi метали, свинець.

Актуальшсть проблеми iнвентаризацií водойм perioHy обумовлена 1х значенням у вирiшеннi природоохоронних та рекреацiйно-господарськиx зав-дань. Для до^джуваних водних об'eктiв характерний широкий спектр Цльо-вих призначень, обумовлених рiзними факторами. Гiдрологiчнi параметри водних об'екпв обумовленi геоморфологiчними умовами, а також особливостями територiй: ршень антропогешзацп, функщональне зонування i рекреацшно-гос-подарськi сектори економiки [1].

Анамз ocTaHHix наукових дослщжень. Проблеми модельного досль дження гiдроекосистем розглянуто в працях вчених: О.М. Адаменка, Л.М. Кон-севич, В.1. Мокрого й ш.

Науковий вкник НЛТУ Укра'ши. - 2013. - Вип. 23.17

Мета дослщження. Уточнення даних про екологiчний стан дослщжува-но'1 територп, отриманих за результатами анатзу космiчних знiмкiв, шляхом проведення наземних дослiджень iз залученням актуальних iнформацiйних тех-нологiй та створення паспорту Терноп1льського ставу (рис. 1).

Рис. 1. Космiчний зшмок Терноптьського ставу

Виклад основного матерiалу. Уткальт воднi екосистеми штучних озер зазнають антропогенного впливу внаслiдок господарського та рекре-ацiйного використання. Наслщком тако! дiяльностi е активiзацiя процешв ев-трофування водойм. Зниження рiвня грунтових вод внаслiдок будiвництва мель оративних систем вiдкритим способом спричинило зниження водного дзеркала водойм. Антропогетзацш зумовлюе посилення прогрiвання та евтрофкащю озер, спричинюе 'х iзоляцiю та штенсифкащю процесiв старiння водойм [2]. Тому виникла необхiднiсть комплексних мотторингових дослiджень та аналiзу рiзноманiтних аспекпв дiяльностi в регiонi, яка дае змогу вибрати найбшьш прийнятнi варiанти управлiння водним господарством. Такий тдхщ забезпечуе не лише отримання максимального еколого-економiчного ефекту, але й враху-вання мiжнародних положень рацiонального природокористування та охорони довкiлля. Монiторинговi дослщження щодо якостi поверхневих вод базуються на врахуваннi головних функцiй пдроекосистем та прилеглих до них територш.

Терноп1льський став штучно створений на рiчцi Серет у захiднiй частит мюта, площею 290 га. Його ширина сягае близько 1 км, а довжина - 3,5 км. Се-редня глибина ставу - 3,75 м, найбшьша - 12 м - бшя Б1ленького водозабору (рис 3). Став утримуе дамба з мостом-греблею, по якш проходить автомапстраль i з'еднуе центр мюта iз Загребеллям. У верх1в'ях ставу мiж селами Бша i Пронятин прокладена друга дамба, за якою лежить Серетське болото площею 740 га [4].

Рис. 2.1нтерпольована поверхня Ьолти

Для дослщження вмюту Со, Си, РЬ, Сё у вод^ прибережному мулi, грунтах та водоростях, зразки складових пдроекосистеми вiдбирали в пяти рiзних мiсцях Тернопiльського ставу: 1 - бтя мiського пляжу; 2 - поблизу автомобшь-но'1 дороги; 3 - бтя заплави р. Серет (фтьтр на шляху мiграцií елеменлв); 4 -низинна дтянка ставу (надходження техногенних викидiв iз стоком, iз рiчковоí води, з атмосферних опадiв); 5 - в дщянках заболоченого схилу (постiйне об-воднення).

Концентрац1я комплексних сполук Си, Со, Сё, РЬ залежить вiд багатьох факторiв. Зниження 'х зв'язування в комплекси (Си, Со, РЬ), спостерпжмо на-веснi. Це зумовлено, з одного боку, розбавленням вод ставу в час весняного повноводдя, а з шшого - змiною компонентного складу розчинених органiчних речовин у цей перюд. До кiнця лта ступiнь зв'язування металiв у комплекси зростае. Вiдповiдно до цього, зменшуеться концентрацiя металiв у поверхневих водах ставу. У цей перюд разом iз гумусовими речовинами в комплексоутво-реннi беруть участь продукти метаболiзму рослин. При цьому концентрацiя важких металiв у травнi у водi е меншою, нiж у квггш, що пояснюемо початком вегетацп макрофтв, а у воднiй товщi - розвитком фггопланктону (перше "цвь тшня" води). Це призводить до збшьшення кiлькостi органiчних речовин - ль гандiв. Винятком е тiльки кадмш, що можна пояснити слабкою комплексоутво-

Науковий вкник НЛТУ Украми. - 2013. - Вип. 23.17

рюючою здатнютю кадмто, порiвняно з iншими металами (Си, РЬ, Со), та нез-начною мiцнiстю його комплексiв з гумшовими i фульвокислотами, а також з шшими органiчними комплексоутворюючими сполуками природних вод.

Рис. 3. Приклад ехограми рельефу поверхм Терноптьського ставу

Влггку концентращя важких металiв у водi (рис. 2), переважно, змен-шуеться. У другiй половинi лгга за максимально'' температури води настае но-вий перiод активного розвитку фггопланктону i друге мцвiтiнням води. Тривож-ним фактом е рiзке збiльшення концентрацií свинцю у цю пору року. Джерелом забруднення поверхневих вод цим металом е тетраетил свинцю, що надходить з автомобшьно'' траси, яка пролягае по дамбi ставу. Велика концентрац1я свинцю влггку пов'язана з процесом метилювання. У цей перюд, особливо у серпш-лип-нi, спостерiгаемо мцвiтiння водойм", яке призводить до збтьшення кiлькостi мiкроорганiзмiв. Неорганiчнi сполуки свинцю в донних вiдкладах водойм тд-даються метилюванню з участю мiкроорганiзмiв [5]. Мобшзащя свинцю iз донних вiдкладiв за рахунок процесiв метилювання створюе серйозну небезпеку для водно'' бюти.

Восени концентрацiя важких метаив (окрiм Со, Сё) дещо зростае. Зi зниженням температури повiтря i води восени iнтенсивнiше вiдмирають макро-фiти у водоймi, зменшуеться 'хня бiомаса. Рослини, поглинувши деяку кть-кiсть важких металiв, за течiею води опускаються в нижнi дтянки водойми i там, вiдмираючи, спричиняють вторинне забруднення води, вiддаючи ш важких металiв, бiогеннi елементи та оргатчт речовини. Концентрацiя Сё i Со восени зменшилася. Кадмiй восени акумулювався в шших складових середовища (при-бережний мул, грунти). Кобальт, як вщомо, належить до найбтьш важливих бi-ологiчноактивних речовин. Протягом весни, лгта та осенi сполуки кобальту ви-користались водною бютою, а з ''х загибеллю вщбулося надходження металу до донних вiдкладiв.

Взимку концентрацiя всiх дослiджуваних метаив, порiвняно з iншими сезонами, е висока. Це пов'язано, по-перше, iз низьким значенням рН (рН=7,2), при якому, як вщомо, комплекси важких метаив (гуматнi та фульватнi) легко

2. Еколопя довкiлля

115

розкладаються [5]. Це, вдаовщно, зумовлюе зростання концентрацш дослщжу-ваних метал1в у поверхневих водах ставу. Найвищi концентрацй' у водi - свинцю i мiдi. Високу концентрацию важких металiв у зимовий перiод пояснюемо також невеликою витратою води у цей час. У зимовий перюд ввдбуваеться вто-ринне забруднення водного середовища важкими металами, що пов'язано з де-фiцитом розчиненого кисню внаслвдок довготривалого льодоставу.

Пiдвищена концентрацiя мшроелеменпв у зимовi мiсяцi корелюе з мЫ-мальним зростанням чисельностi й бюмаси фiтопланктону. Очевидно, цi особ-ливостi сезонно! змiни концентрацiй елеменпв у водоймi пов'язанi, з одного боку, з !х виносом внаслiдок збшьшення бiомаси фiтопланктону, а з iншого - iз вившьненням елементiв пiсля розкладання водоростей.

Зпдно з нашими дослiдженнями, кiлькiсне спiввiдношення важких мета-лiв у водi можна подати рядами: квiтень - Pd<Cd<Cu<Co; травень -Pb<Cd<Co<Cu; липень - Cd<Cu<Co<Pb; серпень - Cd<Cu<Co<Pb; вересень -Cd<Co< Pb<Cu; листопад - Co<Cd<Cu<Pb; лютий - Cd<Co<Cu<Pb.

Згiдно з нашими дослiдженнями, рослини е найкращими акумуляторами свинцю. Хрошчна дiя свинцю на рослини проявляеться за концентрацй' 0,15 мг/л. Шк вмiсту токсиканта у водоростях спостертаемо на 1 -й (рН=6,8), 5-й (рН=7) та 10-й день (рН=6,3 - мобiлiзацiя з донних вщкладав). У кислому середо-вишд (10-й день) збiльшуеться токсичнiсть свинцю, регулюеться процес адсор-бцй' металiв на поверхнi клiтин, що встановлено на приклада Chlorella vulgaris [3].

Вважаемо, що фггопланктон протягом зими осiдае на забрудненi доннi ввдклади, а весною змулюеться, що шдтверджуеться нашими даними. Напри-кiнцi весни спостертаемо посилений розвиток комплексу дiатомових водоростей - астерiонелли (Asterionella), табелярп (Tabellaria). Отож, дiатомовi водо-ростi мають високу чутливiсть до кобальту та свинцю. Також сприяе акумуляцц важких металiв водоростями значна мiнералiзацiя води (у квiтнi вона становила 556 мг/л). Варто зазначити позитивну кореляцда мiж концентрацiею важких ме-тал1в у водi (навесш найвищi концентрацй) та у водоростях.

Водойма - це своерiдна лотична - лентична екосистема, що представлена взаемозв'язаними елементами: водосховище: основне русло р. Серет, придат-ковi водойми (комплекс невеликих штучних водойм). yd складовi тiсно взаемопов'язанi та впливають на життедiяльнiсть iхтiофауни.

Болотна рослиншсть у заплавi Серету представлена лисячою осокою, тонконогом, повзучою милицею, рогозою. Серед лiкарських рослин - кульбаба, стокротки, мати-й-мачуха, яглиця, живоккт.

Фауна околиць Тернополя включае десятки видш гризунiв хижих, кома-хо'дних i рукокрилих, юлька парнокопитних тварин. Поширеш заець, лисиця, куниця. У сташ водяться видра i норка. Шсля початку сезону полювання приль тае на став водоплавна птиця (крижнi, чирки, бекаси), а коли став замерзае, птахи перелтають i зимують на рiчцi.

Висновки. Провели комплекс дослiджень екологiчного стану Терно-шльського ставу. Визначили необхвднкть створення еталону якостi поверхневих вод, що е арх1важливим компонентом для виршення проблеми трансфор-мацп озерних комплексiв Зандно! Укра'ни та !х збереження, якi обумовленi просторово-часовим розподшом антропогенного навантаження.

Науковий вкпик II.ЛТ У Украши. - 2013. - Вип. 23.17

Лiтература

1. Триснюк В.М. Екологiя Гусятинського району / В.М. Триснюк. - Тернопшь : Вид-во "Тернограф", 2004. - 219 с.

2. Греков Л.Д. Коишчний мониторинг забруднення земель техногенним пилом / Л.Д. Греков, Г.Я. Красовський, О.М. Трофимчук. - К. : Вид-во "Наук. думка", 2007. - 219 с.

3. Гуменюк Г.Б., Грубшко В.В. Сезонна м^ацш мiдi, кобальту, кадмiю та свинцю в еко-системi Терношльського ставу / Г.Б. Гуменюк, В.В. Грубшко // Идрологш, гiдрохiмiя i гщроеко-логiя : перiод. наук. зб. Кшв. ун-ту. - К. : Вид-во "Нжа-Центр". - 2001. - Т. 2. - С. 745-753.

4. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.tarnopol.te.ua.

5. Мур Дж.В. Тяжелые металлы в природных водах, контроль и оценка влияния / Дж.В. Мур, С. Рамамурти. - М. : Изд-во "Мир", 1987. - 225 с.

Триснюк В.М., Триснюк Т.В. Модельное исследование тяжелых металлов экосистемы Тернопольского пруда

Проведено модельное исследование тяжелых металлов экосистемы Терно-польского пруда. Дана характеристика концентрации тяжелых металлов в различные периоды года и установлено, что растительность является лучшим аккумулятором свинца. Разработанные показатели оценки состояния природно-техногенной гидроэкосистемы зависят от конфигурации органических соединений и степени нарушенности бассейновых ландшафтов.

Ключевые слова: модельное исследование, экологическое состояние, мониторинговые исследования, тяжелые металлы, свинец.

Trysnyuk V.M., Trysnyuk T. V. Modeling studies of heavy metals Ternopil pond ecosystem

A modelling study of heavy metals Ternopil pond ecosystem. The article description given concentration of heavy metals in different periods of the year and found that vegetation is the best battery lead. Developed performance assessment of natural and man-made hydro depend on the configuration of organic compounds and the degree of disturbance Basin landscape.

Keywords: model studies, environmental condition monitoring studies, heavy metals,

lead.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.