Экологический мониторинг состояния атмосферного воздуха г.Владивостока методами биоиндикации по состоянию хвои

Муниципальное бюджетное  образовательное  учреждение

«Средняя общеобразовательная  школа  с углубленным изучением  предметов художественно-эстетического  цикла №56»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экологический мониторинг состояния атмосферного воздуха  г.Владивостока методами биоиндикации по состоянию хвои.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнили: Экологический отряд «Спектр»

Шамордина Вероника – 8А  класс

                                                               Руденцова Юля – 8А класс

                                                                             Потапенко Марина – 8А класс

                                                            Репина Ирина – 8А класс

 

 

Руководитель: Курочкина  Татьяна Ивановна

 

 

 

 

 

 

 

город Владивосток

2012 год

Оглавление 

 

 

      Введение 

1. Экологическое  состояние  города Владивостока и возможные пути его улучшения
1.   Загрязнение воздуха в городе Владивостоке
2.   Роль зелёных насаждений    в улучшении экологических условий города

      1.3.      Отрицательное влияние антропогенных   факторов  на  состояние  хвои

2. Экологический мониторинг состояния атмосферного воздуха методами  биоиндикации  по состоянию хвои ели и сосны.
3. Анализ  результатов исследования.

Заключение 

Список  литературы

Приложение 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.    

 

       Готовясь  встречать  гостей  на Саммит  АТЭС, наш  город Владивосток  преображается. Решаются  многие  экологические проблемы,  наводят  порядок  и  озеленяют  улица. Все надеются, что  преображённый  красивый город  будет таким  долгое время. С этой  целью  восстанавливают и создают  скверы,  высаживают  виды  растений, которые  являются представителями Приморской  флоры. На улицах Владивостока  появились  эндемичные,  реликтовые  виды Приморского  края, среди которых встречаются и краснокнижные.  У жителей и гостей  города  появилась возможность видеть эти удивительные и редкие  растения, не выезжая за пределы  города.  Но остается открытым вопрос,  как  будут  чувствовать  себя  на городских  улица  представители  Приморской  тайги? Для  решения  этой проблемы необходимо  описать  видовой  состав растений  (пока только голосеменных) новых  скверов  города Владивостока и  изучить  их  состояние, используя  метод  биоиндикации.  С одной  стороны  это  позволит  оценить  устойчивость  данных видов  в  городской среде Владивостока и  возможность в  дальнейшем  использовать  эти  виды  для  озеленения  улиц нашего  города. С другой  стороны используя  хвойные  растения,  в качестве  биоиндикаторов, можно  отражать  уровень антропогенного  воздействия на  чувствительные  компоненты  биотических  сообществ скверов.

     Гипотеза:  использование хвойных растений для озеленения города  Владивостока  является    условием  сохранения  атмосферы воздуха.

Цель  работы: определить с помощью биоиндикации  хвойных пород степень загрязнения атмосферного воздуха  в городе Владивостоке и выявить  наиболее  устойчивые к антропогенным факторам виды.

Задачи: 1) определить  видовой состав представителей  голосеменных  на  улицах и скверах города  Владивостока

2) выявить  виды,  встречающиеся   чаще  других и произрастающие  в  разных  скверах  города, выбрать  наиболее подходящие  объекты  для  исследования  состояния  воздуха методом  биоиндикации.

3)  изучить литературу  отражающую   состояние  воздуха   в городе  Владивостоке

4) изучить  литературу  характеризующую роль  хвойных растений в городской среде.

5) исследовать  состояние  выбранных объектов,  сделать   выводы  о экологическом  состоянии   атмосферного  воздуха  в   городе  Владивостоке.

6) выявить  закономерности  и создать  рекомендации по  использованию хвойных  растений  Приморского края для  озеленения  городской среды и экологическому  поведению в городе Владивостоке. 

Практическая  ценность исследования. Результаты выполненного исследования позволяют оценить степень влияния антропогенного  фактора на состояние атмосферного воздуха в разных районах города  Владивостока, в разных  скверах центрального  района города.

Уникальность  нашего  исследования  заключается  в  том,  что   многие выбранные  нами  объекты высажены  в данном  месте в течение  двух последних лет и сейчас  переживают  период  адаптации. Наши  исследования  могут  явиться  отправной  точкой для многолетних  наблюдений  за  этим процессом.

Мы  выбрали  такие  объекты  для  исследования,  которые  помогут  изучить  влияние  комплекса  условий на  адаптацию хвойных растений. Это позволит  подобрать оптимальные условия для выращивания хвойных пород Приморского края  в городской среде.

Также результаты исследования можно использовать при проведении бесед по экологии города. Данные  полученные  в  ходе  нашей  исследовательской  работы  являются  начальным  этапом  создания маршрута  для  эколого-краеведческой  экскурсии  «По  новым  скверам города  Владивостока». Благодаря этой  экскурсии  можно познакомить  участников  с  редкими  растениями Приморского  края,  находясь  в центре  города,  познакомить  с  интересными  фактами  истории  освоения  этих земель, показать ценность  природных  объектов  для  жителей  городской  среды, учить  бережному  отношению  к  ним, привить   любовь  к  природе родного  края.

   Фитоиндикация нужна не только специалистам, каждый человек должен знать окружающий его растительный мир, уметь пользоваться этим уникальным зеркалом природы.

 

1.Экологическое   состояние  города Владивостока  и возможные пути его улучшения.

1. Загрязнение  воздуха в городе  Владивостоке.

 

      Состав воздуха и его значение для жизни организмов трудно переоценить. Воздух – это физическая смесь газов различной химической природы, имеющих для живых организмов главнейшее значение. Их образуют постоянные компоненты: кислород, азот, аргон, углекислый газ (0,032%), неон, криптон, но могут  входить и токсичные вещества, присутствие которых в воздухе  нежелательно:  метан, водород, озон, сернистый газ, оксид углерода(II)  и другие. Процентная  доля  опасных загрязнителей в современных городах не редко превышает ПДК, в результате  они представляют  собой опасность для обитателей биосферы и здоровья человека.   

             Загрязнение воздушного бассейна Владивостока, связанное с ростом транспорта, работой промышленных и энергетических предприятий, вызывает обоснованную тревогу. Многочисленными исследованиями доказана взаимосвязь роста числа неэпидемических заболеваний (онкологических, бронхо-легочных и др.) прогрессирующим загрязнением природной среды. [9]

          Из обобщенных сведений представлены в статье   пресс-секретаря Примгидромета - Варвары Коридзе [7,8]  о состоянии загрязнения воздуха Приморского края следует, что больше всего воздух в прошлом году (2011) был загрязнён бенз(а)пиреном, окислами азота, формальдегидом и пылью. Очень высокий уровень загрязнения воздуха отмечался в Уссурийске, высокий уровень загрязнения отмечался во Владивостоке, ориентировочно высокий уровень загрязнения отмечался в Партизанске. В других городах уровень загрязнения оценен как низкий.

Очень высокий уровень загрязнения воздуха бенз(а)пиреном, который является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, способствующим развитию онкологических заболеваний был отмечен в городах Уссурийск - (СИ = 19,0 ), Партизанск (СИ = 12,0),высокий - во Владивостоке - (СИ = 6,4 ); в Находке - повышенный - (СИ = 3,0).    Среднегодовые концентрации бенз(а)пирена превышают допустимую норму в г.Владивостоке - в 2,8 раза. 

            Среднегодовые концентрации диоксида азота, повышенные концентрации которого способствуют развитию воспалительных заболеваний дыхательных путей, превышают допустимую норму во Владивостоке - в 1,9 раза.

           Наблюдения  за содержанием в воздухе формальдегида в прошлом году осуществлялись только во Владивостоке на стационарном посту, расположенном в районе проспекта 100 лет Владивостоку. Основным источником формальдегида в городе является автотранспорт. Средняя за год концентрация формальдегида превысила допустимую санитарную норму в 2,3 раза,

         Среднегодовые  концентрации диоксида серы, оксида  углерода, сероводорода, аммиака и  тяжелых металлов не превышали  допустимых норм.

 

1.2 . Роль зелёных  насаждений  в улучшении экологических  условий города.

           

Зеленые насаждения в городах  выполняют важную санитарно-гигиеническую роль, очищая атмосферный воздух от пыли, поглощая вредные газы, накапливая и консервируя в листьях и тканях, плодах, луковицах и корнях токсичные для человека вещества. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами приводит к накоплению и консервации этих металлов в растениях. При озеленении целесообразно подбирать породы, не только очищающие воздух от вредных газов, но и от пыли.  Пихтовый лес на площади 1 га может задержать до 32 т пыли. У хвойных пород на единицу веса хвои оседает в 1,5 раза больше пыли, чем на единицу веса листьев у лиственных видов. Пылезащитные свойства у хвойных деревьев сохраняются круглый год. Необходимого пылезащитного эффекта можно добиться путем подбора ассортимента деревьев и кустарников, схемы и густоты посадок. [10]

Значительная роль в улучшении  состояния воздушного бассейна городов  отводится ионам. Наибольший эффект ионизации наблюдается под кронами таких хвойных пород деревьев и кустарников, как сосна обыкновенная, ель обыкновенная, лиственница сибирская, пихта сибирская, и др.

Значительное число древесных  растений и кустарников обладает фитонцидными свойствами, подавляя развитие болезнетворных микроорганизмов. Среди таких растений можно отметить кедр сибирский, лиственницу сибирскую, можжевельники, представители рода пихты, сосну обыкновенную. В воздухе соснового бора содержится в 2 раза меньше болезнетворных бактерий, чем в лиственном лесу. 1 га насаждений хвойных пород за сутки способен выделить фитонцидов: можжевельник -30 кг, сосна, ель - 20 кг, а лиственные породы - 2-3 кг. Фитонциды сосны - задерживают рост туберкулезной палочки. Таким образом, при подборе растений для озеленения необходимо учитывать их бактерицидные свойства.

Зеленые растения в городах  являются важным средством защиты селитебных территорий от шума. Звуковые волны, наталкиваясь на кроны и стволы деревьев и кустарников, рассеиваются, отражаются или поглощаются. По степени звукозащитной эффективности растения располагаются в следующем порядке: сосновые, еловые, кустарниковые лиственные и древесные растения. Лучший эффект снижения шума в городских условиях достигается при многоярусной посадке деревьев с густыми кронами, смыкающимися между собой, с введением в опушечные ряды кустарников. [10]

 

1.3. Отрицательное  влияние антропогенных  факторов  на  состояние  хвои

 

    Различные древесные породы обладают неодинаковой газоустойчивостью и газочувствительностью.

       Газоустойчивость  — это способность растения  противостоять вредному действию  газов, сохраняя свою жизнеспособность.

       Газочувствительность  — это скорость и степень  появления у растений патологической  реакции на токсическое действие  газов. Например, лиственница более  газочувствительна, чем сосна  и ель, и тем не менее она  обладает большей газоустойчивостью,  чем указанные породы.[6]

        Физиологическая  устойчивость определяется низкой  окисляемостью клеточного содержимого.  Окисленные вещества разрушаются,  что приводит к отмиранию клеток. Поэтому чем меньше окисляемость  протоплазмы, тем выше газоустойчивость  растений. В связи с этим хвойные  породы, имеющие большую окисляемость, менее устойчивы к действию газов, чем лиственные породы, т.е.более  чувствительны к загрязнению воздуха.

         Повышенная чувствительность хвойных связана с длительным сроком жизни хвои (у сосны вместо пяти лет хвоя живет всего 1-2 года, а у ели вместо семи лет - 1-3 года) и поглощением газов, а также снижением массы хвои (дефолиация, ожог, уменьшение длины). Наблюдения показывают, что при частых или постоянных воздействиях в тканях растений постепенно накапливаются токсичные соединения. Вещества, накапливающиеся в течение первых двух лет, приводят к отмиранию хвои. Остающаяся на дереве одно- и двухлетняя хвоя не способна обеспечить нормальный рост и развитие дерева, т.к. первая начинает нормально функционировать лишь в середине лета, а вторая уже значительно ослаблена накопленными токсическими веществами. Листопадные породы в этих условиях не гибнут, поскольку ежегодно обновляют листья и тем самым освобождаются от вредных соединений. Основными примесями, содержащимися в выбросах промышленных предприятий и автотранспорта, являются соединения серы, фтора, хлора, азота, магния и др. А приложении приводятся диагностические признаки поражения под действием опасных соединений.[6]

       Токсичные  вещества вызывают разные  изменения  хвои: хлорозы разных цветов, некрозы  (усыхание хвои) и преждевременное   её опадение – дефолиация.   [Приложение 1] 

      Изучив  способность   хвойных растений  особым образом   реагировать на  загрязнение  воздуха  можно  использовать  их  в  качестве  биоиндикаторов,  способных показать  не только  степень загрязнения,  но и химическую  природу загрязнителей. [Приложение 2]

 

2. Экологический мониторинг состояния атмосферного воздуха методами  биоиндикации  по состоянию хвои ели, сосны, пихты.