Содержание к диссертации
Введение 4
Глава I. Обзор литературы
Проблемы техногенного загрязнения в регионах 9 нефтегазодобывающей и нефтехимической промышленности
Факторы, механизмы и процессы, приводящие к загрязнению 11 в системе: воздушная среда - почва - растения - человек
Поступление ТМ из атмосферы 15
Поступление ТМ из минеральных удобрений и с пестицидами 17
Поступление ТМ с осадками сточных вод 20
Факторы влияющие на подвижность ТМ в почвах 21
Эколого - физиологическая характеристика пшеницы 24
Поступление ТМ в растения 26
Толерантность растений к ТМ 31
Зависимость поступления ТМ в растения от содержания в почве 33
1.5. Нормирование ТМ в растениях и почве 35
Глава II Объекты, условия и методика проведення исследований
И. 1. Методика отбора проб снежного покрова и подготовка 44
проб анализу
ІІ.2. Методика проведения эксперимента 48
ІІ.2.1 Методика отбора проб семян пшеницы и подготовка 49
проб к эксперименту
Н.2.2. Общая схема вегетационных опытов 50
И.2.3. Методика проведения вегетационных опытов 51
Глава III. Результаты исследований
III. 1. Характеристика веществ техногенного загрязнения воздушной 53
среды по выпадениям атмосферных осадков и их нормирование
III.2. Характеристика аэротехногенного загрязнения воздушного 63
бассейна г.Омска по результатам изучения снежного покрова
Ш.З Результаты вегетационных опытов 72
Ш.3.1 Результаты вариантов опытов с семенами пшеницы сорт 72
Памяти Азиева Ш.З.2. Результаты вариантов опыта с семенами пшеницы сорт Терция 75 Глава IV Обсуждение результатов
IV. 1 Особенности использования, в целях проведения 78
биоиндикации, культурных растений
IV.2 Обсуждение результатов вегетационных опытов 81
Выводы 92
Практические рекомендации 92
Список литературы 93
Приложение 113
Введение к работе
В современных условиях развития научно - технического прогресса и стремительного потребления природных ресурсов приводит к ухудшению экологической обстановки. Поэтому все настоятельнее, на первое место выдвигается проблема охраны окружающей среды и изучения результатов антропогенного загрязнения.
Концентрирование промышленных и перерабатывающих предприятий, на ограниченной территории, увеличивает техногенные нагрузки на различные экосистемы и их структурные элементы. Причём, как отмечают авторы (Еловиков, Будылкина, 1989; Галкина, Коровин, 1989; Орлов, Малинина, Мо-тузова,1991; Ильин, Сысо, Конарбаева, Байдина, 1997; Малина, Шленская, 1999; Прокошева, 2000; Ильязов, 2001) результаты этого воздействия могут стать необратимыми.
Без принятия жестких мер экологическая ситуация полностью выйдет из под контроля, поставив уже в ближайшее время под угрозу само существование человечества (Алексеенко, Конычев, Панченко, 1989; Гузев, Левин, 1991). Поэтому перед экологами всегда стоит задача, поиска путей решения острого противоречия между непрерывно возрастающими масштабами деятельности человека и необходимостью сохранения природной среды.
Поверхностный слой почвы подвергается как локальному, так и региональному загрязнению (Жигаловская, 1980; Голдовская, 2005), вследствие воздушного переноса поллютантов на большие расстояния. Идёт загрязнение почв в промышленных (Амосова, Трофимов, Суханова, 1999; Малина, Шленская, 1999; Прокошева, 2000) и сельскохозяйственных районах (Кудло, 1976; Орлов, Малинина, Мотузова, 1991).
Техногенные вещества поступают в атмосферу в составе газообразных выбросов, в виде пыли, попадают со сточными водами в водоёмы. Из воды и атмосферы переходят в почву. Накопившись в почве и биоте, в количествах превышающие допустимые величины, передвигаются по трофической цепи.
Перечень загрязняющих веществ, поступающих в культурный ландшафт, растёт из года в год и зависит в большей степени от характера человеческой деятельности в данном регионе (Анохин, 2000; Синдирёва, 2003). Поэтому своевременное выявление техногенеза и возможность его точной и быстрой оценки, помогает решать многие вопросы практического характера.
Важное условие охраны почв и растений, от избыточного накопления загрязняющих веществ, это строгое нормирование на различном уровне антропогенной нагрузки - от регламентации техногенного воздействия на ландшафт в целом до установления санитарно (ветеринарно) - гигиенических норм в растительной продукции (Елпатьевский, 1982; Зырин, Каплунова, Сер-дюкова, 1985,1992).
В последние годы все больше внимания уделяется проблеме экологического нормирования. Такая необходимость диктуется ускоренным процессом деградации окружающей среды, так как гигиенические нормативы, ориентированные на человека, не обеспечивают безопасность некоторым видам животного и растительного мира, которые более чувствительные (Евсеева, Фролова, Куприянова, 1999) к воздействию вредных факторов, чем человек.
Поэтому особую значимость при оценке техногенного загрязнения окружающей среды имеет реакция низших организмов, которая даёт возможность судить о чистоте или загрязнённости окружающей среды и принимать соответствующие меры, направленные на сохранение почвенного плодородия и гигиенического качества растениеводческой продукции (Борисков, 2000). Сравнение растений, развивающихся в условиях химически изменённой окружающей среды, с растениями, произрастающими в условиях фона, выявляют характер последствий таких изменений.
Загрязнение атмосферы, почвы и воды в культурных ландшафтах вызывает тревогу не только потому, что может снизиться продуктивность растений, нарушить естественно сложившиеся фитоценозы, но и главным образом потому, что неизбежно ухудшает гигиеническое качество среды обитания человека, включая и качество продуктов сельского хозяйства.
В связи с этим, не менее актуальным является изучение загрязнённости сельскохозяйстенных культур, так как 70-80% от общего количества ТМ, поступающих в организм человека приходиться на растительную продукцию (Староверова, 2000; Ильязов, 2001).
Первоочередная задача заключается в изучении возникающей ситуации и в умении противодействовать негативному развитию процесса загрязнения окружающей среды. Для этого необходимо оценить потенциальную опасность и закономерности поведения различных загрязняющих веществ в системе почва-растение. А так же характер и интенсивность включения их в пищевые цепи. И не менее важным является расширение и обновление перечня существующих загрязняющих веществ, как для человека, так и для отдельно выделенных объектов экосистемы (Коплан-Дикс, Алехова, ).
Актуальность проблемы.
В настоящее время в нашем регионе, зоне интенсивного ведения сельско
го хозяйства, созданы серьёзные предпосылки загрязнения окружающей сре
ды продуктами производства и жизнедеятельности людей. Недостаточно раз
вит контроль над изменениями геохимического фона, вследствие воздействия
техногенных факторов и в самом городе. По данным аналитических исследо
ваний в г.Омске установлена высокая степень загрязнения почв и почвенных
грунтов городской территории ТМ. Площади с превышением ПДК в почве РЬ,
Zn, Ni, Cd, Си и As занимают 30-70% городской территории, выходя за её пре
делы в сельские регионы, вдоль основных автомагистралей (Состоя
ние 1996,1998). Агроландшафты Омска и области в определённой мере не
сут техногенную нагрузку. Почвы сельскохозяйственного назначения не все
гда соответствует необходимым требованиям для выращивания экологически
чистой продукции. Поэтому необходим контроль, за поступлением различ
ных загрязняющих веществ в экосистемы, выявление опасных источников,
зон загрязнения и принятие мер по их устранению.
Назревшая необходимость решения этих вопросов предопределила цель, задачи и выбор объектов исследования.
Цель исследований: выявление уровня аэротехногенного загрязнения в городских условиях биоиндикационным методом по данным изучения снежного покрова (на примере г. Омска).
Задачи исследований:
Исследовать аэротехногенное загрязнение снежного покрова в городских условиях.
Изучить комплексное влияние ионного состава снеговой воды на процесс роста и развития семян яровой пшеницы (lutescens) широко используемых в условиях изучаемого региона - сорт Памяти Азиева и сорт Терция.
Разработать практические рекомендации по использованию метода биоиндикации экологического состояния окружающей среды.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследования. На основе комплексного биоиндикационного и физико-химических методов анализа снеговой воды выявлены вещества загрязняющие атмосферу в городских условиях (на примере г.Омска) и определено их влияние на эко-лого - физиологические характеристики семян пшеницы.
Впервые используются сорта зерновых культурных растений в биоиндикации атмосферных осадков, что позволяет расширить перечень биоиндикаторов используемых в условиях техногенного загрязнения окружающей среды.
На основе вегетационных опытов установлен уровень влияния и определены зависимости величин загрязняющих веществ, содержащихся в атмосферных осадках. Полученные результаты позволяют дополнить в биологические характеристики сортов пшеницы данные по устойчивости их к техногенному загрязнению и в дальнейшем расширить задачи селекции при создании сортов с большими адаптационными возможностями.
Положения, выносимые на защиту.
1.Выявлены уровни аэротехногенного загрязнения на изучаемой городской территории северо-западного промышленного узла и вдоль крупных автомагистралей, которые по данным анализа снеговой воды значительно ниже норм ПДК для вод хозяйственного применения. Однако установлено, что уже
на этом уровне существенно проявляется негативное влияние загрязняющих веществ на растения - индикаторы.
Рекомендации по использованию разработанной методики биоиндикации качества снеговой воды с применением семян культурных зерновых растений.
Рекомендации по использованию результатов исследования для дополнения их в биологические характеристики сортов пшеницы Памяти Азиева и Терция по степени устойчивости к уровню техногенного загрязнения.
Практическая значимость. Полученные результаты имеют прикладное значение по использованию эколого - физиологических характеристик зерновых культурных растений при оценке аэротехногенного загрязнения в изучаемом регионе.
Для использования в практических целях составлены рекомендации по оценке степени биологической устойчивости семян пшеницы сорт - Памяти Азиева и сорт - Терция к воздействию и уровню техногенного загрязнения в условиях региона.
Результаты используются в преподавании дисциплин экологического цикла (прикладная экология, экологический мониторинг, растениеводство) в ОмГПУ, ОмГАУ и могут быть использованы в подготовке методических пособий и рекомендаций.
