Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Шайхутдинова Анастасия Анатольевна

Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива
<
Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Шайхутдинова Анастасия Анатольевна. Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива : диссертация ... кандидата технических наук : 03.00.16 / Шайхутдинова Анастасия Анатольевна; [Место защиты: Казан. гос. технол. ин-т].- Казань, 2010.- 174 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1740

Содержание к диссертации

Введение

1 Топливно-энергетический комплекс как источник загрязнения окружающей среды 9

1.1 Проблемы функционирования теплоэлектростанций 9

1.2 Образование загрязняющих веществ в процессе горения топлива... 12

1.3 Влияние золоотвалов на экологическую обстановку прилегающих территорий 21

1.4 Рассеивание примесей в смежных средах 25

1.5 Выводы по первой главе 32

2 Оценка воздействия приоритетного стационарного источника выбросов на территорию (на примере Кумертауской ТЭЦ) 34

2.1 Оценка приоритетного точечного источника загрязнения исследуемой территории города Кумертау 34

2.2 Характеристика климатических условий исследуемой территории 38

2.3 Характеристика предприятия Кумертауская ТЭЦ как источника загрязнения окружающей среды 42

2.4 Характеристика золоотвала Кумертауской ТЭЦ как источника загрязнения окружающей среды 51

2.5 Выводы по второй главе 55

3 Оценка влияния выбросов и отходов предприятия Кумертауская ТЭЦ на качество окружающей природной среды 57

3.1 Методический подход к оценке качества смежных сред 57

3.2 Характеристика объектов исследования и применяемые методики 62

3.3 Оценка экологического благополучия территории по качеству атмосферных осадков 69

3.4 Оценка исследуемой территории по состоянию почвенного покрова 92

3.4.1 Оценка степени загрязнения почвенного покрова 92

3.4.2 Интегральная оценка качества почвенного покрова 97

3.5 Оценка экологического благополучия по состоянию растительного покрова 105

3.5.1 Морфологический анализ растений 105

3.5.2 Исследование растений на содержание тяжелых металлов 111

3.6 Оценка экологического благополучия по качеству поверхностных водных объектов 1 16

3.7 Оценка территорий по сравнительной характеристике исследуемых территорий 119

3.8 Выводы по третьей главе 123

4 Управление экологической опасностью Кумертауской ТЭЦ 126

4.1 Теоретические основы математического моделирования 126

4.2 Математическое моделирование процессов горения топлива на

Кумертауской ТЭЦ 133

4.3 Совершенствование системы пылеочистки на Кумертауской ТЭЦ... 140

4.4 Выводы по четвертой главе 143

Заключение 145

Список использованных источников 148

Приложения 167

Введение к работе

Промышленное производство — наиболее существенный стационарный источник загрязнения окружающей среды, на его долю приходится более 80% объема вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух от всех учтенных на территории Российской Федерации. Стационарные источники обладают способностью распространять загрязняющие вещества на большие территории, так как их выбросы происходят, как правило, на большой высоте.

Техногенное давление на природные комплексы приводит к необратимым изменениям, следовательно, необходимо учитывать возможность природы к усвоению и рассеиванию продуктов техногенеза.

Основой развития всех отраслей промышленности, сельского хозяйства, транспорта является энергетика. Она имеет наиболее высокие темпы роста и масштабы производства. Если в начале XX столетия потребление энергии в мире удваивалось приблизительно за 50 лет, то в настоящее время - за 10 — 15 лет. В связи с ростом производства, участие энергетических предприятий в загрязнении окружающей среды является весьма значительным, при этом необходимо учитывать, что промышленные предприятия чаще всего располагаются вблизи жилых массивов.

Городская экосистема включает в себя экологический и технический компоненты, которые находятся в постоянном взаимодействии, поэтому необходимо проводить комплексный анализ техногенных и физико-географических процессов, происходящих в окружающей среде, изучать их взаимодействие и устанавливать масштабы воздействия на здоровье окружающей среды.

Целью работы является снижение экологической опасности предприятий топливно-энергетического комплекса, работающих на твердом топливе, по данным экологического мониторинга с прогнозированием

количества основных загрязняющих веществ в окружающей природной среде.

Задачи, решаемые в работе, включают:

  1. экологическую оценку территории г. Кумертау с выявлением степени загрязнения окружающей среды приоритетным стационарным источником выбросов примесей в атмосферный воздух;

  2. проведение основных этапов экологического мониторинга и расчет интегральных показателей качества объектов природной среды на территориях, прилегающих к выявленному источнику загрязнения;

  3. разработку математической модели процесса образования основных загрязняющих веществ на теплоэлектростанциях, работающих на твердом топливе, на основе регрессионных зависимостей;

  4. рекомендации по снижению экологической опасности выбросов ТЭЦ для окружающей среды.

Объект исследования - природные среды территорий (атмосфера, осадки, почва, растения), прилегающих к ТЭЦ.

Предмет исследования - закономерности распространения загрязняющих веществ в объектах окружающей среды, на примере ТЭЦ г. Кумертау Республики Башкортостан.

Методы исследования - методы химического анализа (фотоколориметрический, титри метрический, атомно-абсорбционный, спектрографический), аналитические методы расчета, методы многомерной геометрии, математическое моделирование, методы вычислительной математики, планирования и обработки эксперимента с применением вычислительной техники и программных комплексов «Curve Expert» и «Mathematica Notebook».

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- результаты исследований по оценке природных объектов (атмосферные осадки, почва, растения) и ранжирование территорий по экологическому неблагополучию по интегральным показателям качества;

закономерности интегральных показателей качества объектов окружающей среды;

количественный метод оценки прогноза образования загрязняющих веществ при фиксированном значении нагрузки в процессе сжигания топлива;

мероприятия по снижению экологической опасности выбросов ТЭЦ для окружающей среды.

Научная новизна результатов исследования. Проведен экологический мониторинг территорий, прилегающих к ТЭЦ, использующих твердое топливо, и выполнено ранжирование экологической опасности выбросов. Выявлены закономерности изменения таких интегральных показателей качества объектов окружающей среды как показатель химического загрязнения осадков, суммарная экологическая нагрузка, коэффициент превышения суммарной экологической нагрузки, экотоксикологический показатель и показатель фитотоксичности почвы при удаленности от объекта загрязнения. Предложен метод количественной оценки прогноза образования основных загрязняющих веществ на ТЭЦ в широком диапазоне нагрузок на котлоагрегат с построением регрессионных зависимостей.

Практическая значимость. Предложенный количественный метод оценки прогноза образования основных загрязняющих веществ обеспечивает ресурсосбережение и предназначен для выбора приемлемых режимов работы ТЭЦ с экономической и экологической точек зрения. Он позволяет определять количество образующихся основных загрязняющих веществ (оксиды азота, диоксид серы, зола бурого угля) при фиксировании нагрузки в процессе сжигания твердого топлива и рекомендуется для использования в системах автоматизированного управления отдельными котлоагрегатами и системой в целом.

Достоверность результатов исследования исследуемых территорий подтверждается обоснованным использованием классических методов

анализа, применением современных метрологически обеспеченных измерительных комплексов и приборов, достаточным объемом экспериментов и их статистической обработкой; удовлетворительной сходимостью экспериментальных данных с модельными представлениями о процессах взаимодействия между техногенной и природной средами.

Личное участие автора в получении результатов: сбор статистического материала по образованию загрязняющих веществ на ТЭЦ г. Кумертау Республики Башкортостан, проведение мониторинговых исследований объектов окружающей среды, исследование закономерностей распространения веществ, проведение количественной оценки прогноза образования основных загрязнителей при фиксировании нагрузки на котлоагрегат.

Реализация результатов работы. Результаты исследования были использованы ОАО «Башкирская генерирующая компания» Кумертауская ТЭЦ для решения экологических проблем.

Апробация результатов работы. Результаты и основные положения диссертации представлены в выступлениях на конференциях: Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы геоэкологии, охраны окружающей среды и управление качеством экосистем» (г. Оренбург, 2006 г.); VI и VII Международные конференции «Россия как трансформирующееся общество: экономика, культура, управление» (г. Оренбург, 2007, 2008 г.); Международный экологический конгресс «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPIT 2007, 2009» (г. Тольятти, 2007, 2009 г.); Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Водохозяйственные проблемы и рациональное природопользование» (г. Оренбург, 2008 г.); Международная научно-практическая конференция «Вавиловские чтения» (г. Саратов, 2008, 2009 г.); IV Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы экологии Южного Урала» (г. Оренбург, 2009 г.); VIII Международная научно-практическая

конференция «Экология и безопасность жизнедеятельности» (г. Пенза, 2008 г.), V Всероссийская научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики АНТЭ — 2009» (г. Казань, 2009 г.); X Международная конференция «Актуальные проблемы современной науки» (г. Самара, 2009 г.).

Материалы исследований были представлены на конкурсе научных работ молодых ученых и специалистов «Экотехнологии — 2006» (г. Оренбург, лауреат конкурса) и «Моя страна — моя Россия 2008» (г. Оренбург, 1 место).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ (из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы, включающего 192 наименования. Общий объем составляет 174 страницы машинописного текста и содержит 54 таблицы, 29 рисунков. Приложение занимает 8 страниц.

Автор выражает благодарность доктору медицинских наук, профессору Куксанову В. Ф. и кандидату технических наук, доценту Чекмаревой О. В. за руководство в постановке теоретических и экспериментальных исследований, кандидату биологических наук, доценту Гарицкой М. Ю. за консультации по экологическому мониторингу и химии окружающей среды.

Проблемы функционирования теплоэлектростанций

Электроэнергетика - одна из ключевых отраслей страны, ей принадлежит определяющая роль в энергоснабжении всего народного хозяйства и населения [1, 13, 61, 117, 143, 154, 169].

Топливно-энергетический комплекс определяет состояние и перспективы развития национальной экономики, обеспечивая 1/4 производства ВВП, 1/3 объема промышленных производств и доходов консолидированного бюджета России, 1/2 доходов федерального бюджета, экспорта и валютных поступлений [1, 13, 24, 66, 141, 143, 170].

Функционирование и развитие электроэнергетической отрасли обеспечено первичными топливно-энергетическими ресурсами страны -природным газом, нефтью, углем, ядерным топливом, гидроэнергией [62, 64, 82, 114, 146, 174]. Общее потребление первичных энергоресурсов на внутренние нужды страны к 2000 году по сравнению с 1985 возросло в 1,4 -1,5 раза, а к 2010 году - в 1,6—1,8 раза, а без реализации предусмотренных мероприятий в области энергосбережения оно увеличилось бы в 2 и 3,3 раза соответственно. Доля угля, добываемого открытым способом, возросла примерно до 2/3 по сравнению с 2/5 в конце прошлого века [2, 11, 23, 61, 121, 131, 174]. К 2020 году добыча угля в России должна увеличиться на 36 -70 %, а при благоприятном сценарии развития экономики — на 79 %. Из всего добываемого угля из России вывозится более четверти. Сейчас наша страна занимает пятое место среди государств-поставщиков угля. На ее долю приходится 6 - 10 % мирового экспорта этого вида топлива [13, 22, 24, 34, 53, 62,81, 114, 125].

По данным Международного энергетического агентства в 2002 году в мире было произведено 16131,16 млрд. кВт ч электроэнергии: 65 % - на ТЭС, 16,5 % - на АЭС и 16,6% - на ГЭС. По оптимальному прогнозу развития российской экономики, на который сегодня опирается правительство России, производство электроэнергии в 2020 году должно достичь 1475 млрд. кВт ч, из них 66 % - на ТЭС, 20 % - на АЭС и 14 % - на ГЭС. Прогноз на 2030 и 2050 годы дает следующие цифры: в 2030 году - 1790 млрд. кВт ч (65, 22 и 13% соответственно); в 2050 году - 2450 млрд. кВт ч (64, 26 и 10% соответственно).

Львиная доля мирового производства электроэнергии принадлежит тепловым электростанциям - 63 % [17, 81, 121, 124, 142, 143, 163]. В России в настоящее время на балансе ТЭС газ составляет 63 %, мазут — 10 % уголь — 27 %. К 2050 году объем газа будет составлять только 34 %, мазута — 2 %, угля - 64 %. Можно считать, что при относительно равномерном долевом изменении потребляемых топлив в балансе ТЭС к 2020 году на газ будет приходиться 51 %, на мазут - 7 %, на уголь - 42 %, к 2030 году - 46, 5 и 49 % соответственно [1, 13, 24, 62, 75].

Вместе с тем ТЭК является одним из основных источников загрязнения окружающей природной среды [53, 66, 75, 82, 85, 114, 168]. Вся масса твердого, жидкого и газообразного топлива при сжигании на теплоэлектростанциях превращается в отходы, причем продукты сгорания в несколько раз превышают массу использованного топлива за счет включения азота и кислорода воздуха (в 5 раз — при сжигании газа и в 4 — при сжигании угля) [17, 80, 90, 118, 132, 144]. На долю ТЭК приходится около 50% выбросов вредных веществ в атмосферу, до 30 % сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты, более 30 % твердых отходов и до 70 % общего объема парниковых газов [1, 13, 24, 62, 75, 90]. Но вред для экосферы этим не ограничивается, нужно учитывать количество кислорода, который расходуется на образование углекислого газа: в 2000 году - 328, к 2020 году - 558, 2030 году - 618, 2050 году - 962 млн. тонн [172, 173, 178, 184, 186, 192]. Таким образом, ТЭС России в 2000 году поглотили из атмосферы 532 млн. тонн кислорода, а в 2020, 2030 и 2050 годах будут поглощать соответственно 831, 911 и 1233 млн. тонн [1, 13, 24, 62, 75].

В последнее время стали обращать внимание на то, что загрязнение приземного слоя атмосферы и почвы избытком двуокиси углерода вследствие массового сжигания углеводородного топлива (прежде всего тепловыми электростанциями на угле) стремительно ведет к новой проблеме - «эффекту пустыни», которая, вероятно, наступит раньше, чем «парниковый эффект» [143, 176, 177, 182, 183, 188]. «Эффект пустыни» проявляется возрастающим содержанием диоксида углерода у поверхности земли толщиной 2—110 см. Плотность этого слоя в полтора раза выше чистого атмосферного воздуха, что вызовет интенсивное его нагревание от излучения Солнца. Данный слой вместе с поверхностью Земли образует своеобразную «ловушку» для излучаемого тепла. Температура поверхностного слоя всегда на несколько градусов выше средней температуры воздуха, сообщаемой синоптиками в сводках погоды. При этом интенсифицируется испарение влаги из почвы, пары которой устремляются вверх с потоком теплового воздуха — азотно-кислородной смеси. При этом слой углекислого газа по плотности почти не изменяется. Так осуществляется извлечение влаги из почвы и последующее ее осушение [13, 75, 132, 143, 181, 185, 190, 191].

К настоящему времени установлено, что радиоактивная обстановка вокруг тепловой станции, работающей на угле, в среднем в мире в 100 раз (от 10 до 400 раз) выше, чем вблизи атомной станции такой же мощности, работающей в нормальном режиме. Это объясняется тем, что обычный уголь в качестве микропримесей практически всегда содержит уран-238, торий-232 и радиоактивный изотоп углерода. При работе ТЭС нуклиды с летучей золой и другими продуктами сгорания поступают в приземный слой атмосферы, почву, водоемы и вызывают существенные дополнительные радиационные воздействия на обширную прилегающую территорию [5, 61, 74, 94, 124, 143].

Еще одним из результатов функционирования тепловых электростанций является образование огромных объемов золоотходов. В их составе практически отсутствует органическая часть, а минеральная часть представлена SiCb, АЬОз, CaO, MgO, SO3 и тяжелыми металлами Си, РЬ, Сг, Со, Ni, Mn, Zn, As, F, Cd, Mo, Li, Be и др. Золоотходы складируются на золоотвалы, которые являются мощными источниками загрязнения окружающей среды. При этом также происходит изъятие земельных ресурсов и изменение ландшафтов. Довольно часто происходят прорывы ограждающих дамб, сопровождающиеся выносом больших объемов вод отстойных прудов и золоотходов [2, 36, 81, 91, 119, 145, 167].

class2 воздействия приоритетного стационарного источника выбросов на территорию (на примере Кумертауской ТЭЦ) class2 class3

Оценка приоритетного точечного источника загрязнения исследуемой территории города Кумертау

Промышленное производство - один из наиболее существенных стационарных источников загрязнения окружающей среды. Стационарные источники обладают способностью распространять производимые ими загрязняющие вещества на большие территории, так как их выбросы в атмосферу происходят, как правило, на большой высоте. Стационарные источники выбрасывают в воздух, главным образом, оксиды серы, азота, углерода, пыль разнообразного химического состава, а также фенол, серную кислоту и другие загрязняющие вещества в зависимости от специфики производства [31, 53, 82, 114, 117, 118, 141].

Для объективной оценки степени загрязнения окружающей среды и принятия эффективных мер по оздоровлению экологической ситуации, необходимо иметь достоверную информацию об источниках загрязнения атмосферы и количестве образующихся отходов [12, 37, 142, 165]. Поэтому нами были проведены оценка и ранжирование исследуемой территории по мощности стационарных источников выбросов примесей в атмосферный воздух и количеству образующихся отходов на примере г. Кумертау.

Город Кумертау является связующим центром на пересечении транспортных магистралей между Поволжьем, Уралом, Средней Азией и Западной Сибирью и расположен на расстоянии 250 км от столицы Республики Башкортостан г. Уфы на границе с Оренбургской областью.

По своему географическому положению г. Кумертау находится в лесостепной зоне. Общая площадь города составляет 57 км", население — около 75 тыс. человек, плотность населения - 4,11 жителя на 1 км" [11, 86]. Рис. 2.1 - Ранжирование предприятий г. Кумертау по выбросам в атмосферный воздух По данным Комитета по охране окружающей среды г. Кумертау валовые выбросы в атмосферу за 2006 год по городу от стационарных источников составили 15001,994 т. Суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу города за период с 2004 по 2006 год увеличились на 1274,201 т (в 1,1 раза) (рис. 2.1). Приоритетным источником выброса загрязняющих веществ в атмосферный воздух в городе является Кумертауская ТЭЦ, на ее долю приходится 97,55 % общего загрязнения. ТЭЦ является единственной электростанцией ОАО «Башкирская генерирующая компания», которая наряду с освоением сжигания природного и попутного газа, продуктов переработки нефти, сохранила технологию сжигания бурых углей и предназначена для тепло- и электроснабжения предприятий и жилищно-коммунального сектора г. Кумертау. Промышленная площадка Кумертауской ТЭЦ граничит с северной стороны с Башкирским ювелирным заводом, с восточной и западной - с жилой застройкой, с южной - с предприятием Кумертауские электрические сети (рис. 2.2) [42, 43, 138 155].

Следующим по мощности источником выброса является Кумертауское авиационное производственное предприятие (КумАПП), на его долю приходится 0,5 % выбросов в атмосферу. Предприятие занимается серийным выпуском гражданских и военных корабельных вертолетов соосной схемы конструкторского бюро имени Камова; капитальным ремонтом, гарантийным и сервисным обслуживанием выпущенной предприятием техники; обучением наземного и летного состава эксплуатирующих организаций; поставкой запасйых частей. Образование загрязняющих веществ происходит в результате склеивания и покраски деталей вертолетов [44, 95, 141].

На долю всех остальных источников загрязнения атмосферного воздуха приходится менее 2 % всех выбросов [43, 44, 139].

Также было оценено количество отходов, образующихся на предприятиях г. Кумертау (таблица 2.1).

В результате расчета получили, что наибольшее количество отходов в городе образуется на ТЭЦ, на ее долю приходится 77,99 % всех отходов. Основным отходом на предприятии является зола бурого угля, которая по системе жидкого шлакоудаления направляется на отвалы, которые являются дополнительным источником загрязнения атмосферы города [43, 67, 69, 140, 149, 154].

Таким образом, мощным стационарным источником выбросов вредных веществ в атмосферу г. Кумертау и по количеству образующихся отходов следует считать предприятие топливно-энергетического комплекса Кумертауская ТЭЦ. Остальные малые и средние стационарные источникиоказывают в совокупности значительно меньшее воздействие на качество окружающей среды исследуемой территории.

Морфологический анализ растений

Основная масса тяжелых металлов, входящих в состав золы бурого угля очень быстро попадает на поверхность почвы из дымовой трубы ТЭЦ или с поверхности золоотвала. Часть из них включается в процессы почвообразования, часть усваивается живыми организмами [37, 80, 100, 107, 142, 150]. Среди живых организмов растения являются главными аккумуляторами поллютантов. Загрязняющие вещества оказывают совместное и избирательное действие на процессы метаболизма и морфологию [7, 57, 80, 99, 100, 127].

Территории, прилегающие к Кумертауской ТЭЦ, не характеризуются обилием зеленых насаждений. Биоценозы представлены искусственными насаждениями и синантропными видами растительности, что означает упрощение состава, снижение продуктивности и стабильности сообществ в данных экосистемах.

В составе травянистого яруса можно отметить незначительную долю (до 5 %) зональных видов. К ним относятся — тысячелистник благородный {Achillea nobilis L.), овсяница желобчатая {Festuca sulcata (Hack.) Num.), полынь шелковистая {Artemisia sericea Web.) и некоторые другие. В. целом облик растительности здесь формируют виды сорной и рудеральной растительности (34 - 65 %), которые на неиспользуемых участках формируют моно- или олигодоминантные рудеральные сообщества. Наиболее обычны лебеда {Atriplex sp.), полынь обыкновенная {Artemisia vulgaris /,.), полынь горькая {Artemisia absintium L.), цикорий обыкновенный {Cichorium intybus L.), вьюнок луговой {Convolvulus arvensis L.). Наиболее распространенным видом травянистых растений, произрастающим на прилегающих территориях, являются горец птичий {Polygonum aviculare L.) и марь белая {Chenopodium album L.). Они обладают высокой жизнестойкостью, развитой системой вегетативного размножения и способностью адаптации в условиях высоких антропогенных нагрузок.

Травянистые растения представлены таким видом, как горец птичий {Poligonum avikulare L.) - однолетнее растение 10 - 15 см в высоту, которое относится к виду растений — анемохоров с хорошо развитой системой вегетативного размножения, высокой жизнестойкостью и способностью к адаптации. Цветет с июня по сентябрь, является лекарственным растением. Элементный анализ проводился как вегетативной, так и корневой части растения. Кустарниковые растения представлены видом шиповник майский {Rosa majalis Herrm.) - мезофит, лекарственное растение. Древесные породы представлены двумя видами: тополь белый {Populus alba L.), относящейся к группе мезофитов, и береза повислая {Betula pendula Roth), относящаяся к группе ксеромезофитов. Мезофиты — (от греческого mesos — средний и phyton - растение) - растения, живущие в условия умеренного увлажнения почвы и обычно при средних значениях температуры, аэрации корневой системы, а также достаточного освещения.

Для оперативной биологической характеристики состояния «здоровья среды» применяют интегральный показатель стабильности развития природных популяций различных организмов. Этот показатель отражает способность организмов поддерживать развитие своих органов в определенных границах, при этом выявляется флуктуирующая асимметрия (мелкие ненаправленные отклонения от симметричного состояния) [7, 57, 99, 100, 134, 156]. В качестве индикатора используется широко распространенный вид - береза повислая {Betula pendula Roth). Нами была предпринята попытка использовать этот вид в качестве индикатора уровня общей загрязненности территории, прилегающей к Кумертауской ТЭЦ (Приложение Б).

Из таблицы Б.1 видно, что 20% из исследуемых листьев березы повислой на правой и левой половинках листовой пластинки имеют отклонения по всем изучаемым параметрам, 44 % - по четырем параметрам, 24 % - по трем, 12 % - по двум и вообще отсутствуют листья без отклонений или с одним отклонением по какому-либо признаку.

Для определения интегрального показателя стабильности развития вычисляли относительную величину асимметрии для каждого признака. Интегральный показатель стабильности развития листовых пластинок березы повислой равен 0,047. Следовательно, территория, прилегающая к Кумертауской ТЭЦ, имеет третий балл шкалы согласно критериям оценки таблицы 3.5, что говорит о достаточно неблагоприятных условиях, угнетающих рост и развитие растений.

Далее был проведен морфологический анализ горца птичьего как доминантного вида растения согласно данным таблицы 3.6 по следующим показателям: длина корня, высота стебля и площадь листовой пластинки.

Данные морфологического анализа показывают, что в наиболее угнетенном состоянии находятся растения в северном направлении от золоотвала и Кумертауской ТЭЦ (таблица 3.39).

Исходя из полученных данных, менее подвержены изменению длина корня, которая для растений, произрастающих на прилегающих территориях, находится в пределах 7,1 — 11,2 см, на втором месте по величине интервала стоит высота стебля, значения которого лежат в интервале 21 — 48,6 см.

Изменяется и площадь листовой пластинки горца птичьего. У растений, произрастающих вокруг ТЭЦ, развиваются маленькие деформированные листья. Отчетливо видно омертвление их тканей, начинающееся с краев и распространяющееся к середине листа. Морфологический анализ показал, что длина корня у растений, произрастающих на расстоянии 500 м в северном направлении в 1,2 и 1,3 раза меньше, чем у растений, произрастающих в северо-восточном и юго-западном направлениях соответственно. На расстояниях 1000 и 1500 м складывается аналогичная ситуация и различия лежат в интервале 1,1 - 1,9 раза.

Похожие диссертации на Экологическая оценка и прогноз качества атмосферного воздуха в условиях загрязнения продуктами сжигания твердого топлива