Исследовательская работа

Исследовательская работа

«Биоиндикация чистоты воздуха окрестностей  р.п. Лесогорск по комплексу признаков сосны обыкновенной».

Автор: Петрова Анастасия

МОБУ СОШ № 4 р.п. Лесогорск

Чунского района

9 а класс

665500 Лесогорск

Чунского района

ул. Ленина 14 «А»

Руководитель: Калашникова Наталья Владимировна,

учитель    биологии

e-mail: lesogorsk4@yandex.ru

тел/факс: 8(3967)73485

Сегодня, проблема  загрязнение воздуха преобладает почти во всех городах и посёлках и является приоритетной всего человечества.

По данным Департамента глобальной экологии Института Карнеги, концентрация диоксида углерода, который является парниковым газом, растет с угрожающей скоростью. В 1990-х годах, выбросы углекислого газа увеличились примерно на 1,3 процента в год. Но с 2000 года, этот показатель увеличился до 3,3 процента в год, по оценкам, ежегодные глобальные выбросы двуокиси углерода возросли на 35 процентов с 1990 по 2006 год. Если, в среднем, по России удельный вес проб атмосферного воздуха с содержанием вредных веществ около 6 %, то на Алтае – 29 %, в Бурятии - 24,6, в Красноярском крае - почти 22. Из доклада «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Иркутской области в 2010 году» мной было выяснено, что в 2010 г. загрязнение атмосферного воздуха, превышающее гигиенические нормативы, регистрировалось на 13 административных территориях (в 2009 году на 11 территориях) Иркутской области. Доля неудовлетворительных проб атмосферного воздуха,  превышающая  средний показатель по  области в 1,16 %, была зарегистрирована  на 8 административных  территориях:        

• Чунского района (1 ранговое место - 11,3 %),
• Жигаловского района(2 ранговое место - 9,37 %)
• Тайшетского района (3 ранговое место -  8,75 %),
• Качугского района (4 ранговое место - 8,3 %),
• Иркутского района (5 ранговое место - 4,75 %),
• г. Иркутска (6 ранговое место-4,4%)
• Шелеховского района (7 ранговое место - 1,42 %)
• г. Зима (8 ранговое место -1,35 %).

В нашем районе и посёлке источником загрязнения является автотранспорт, ТЭЦ и химический завод «Сибхимпром»,   по переработке промежуточных фракций нефти (лакокрасочный завод), который работает около 20 лет. В посёлке имеется  проблема загрязнения атмосферного воздуха, и я в этом убедилась. В 2009 году, я провела исследование   чистоты атмосферного воздуха с помощью метода лихеноиндикации  (с помощью лишайников). Из первого визуального осмотра деревьев на двух площадках в пределах пришкольного участка,  было выяснено, что лишайники встречаются крайне редко и в основном это накипные и листовые лишайники, а  кустистые в единичном количестве.  Обнаружены были листовые лишайники в основном на берёзах, а на соснах накипные. Относительная численность и разнообразие оказалось  небольшим  - это средний показатель  загрязнения окружающей среды, так как  особо чувствительными считаются к загрязнению кустистые лишайники.

При анализе полученных результатов по методу линейных пересечений было выяснено, что проектное покрытие деревьев эпифитными лишайниками занимает от 20,6 %  до 30,2 %  - эти цифры подтвердили гипотезу о средней степени загрязнения воздуха. Так как химзавод продолжает функционировать,  и объём производимой продукции вырос – я решила ещё раз провести исследование, но уже по комплексу сосны обыкновенной.

Гипотеза – я допускаю, что уровень загрязнения атмосферного воздуха возрос, в сравнении с 2009 годом.

Цель исследования: дать оценку уровня  загрязнения атмосферного воздуха в посёлке и окрестностях  по  морфологическим признакам состояние хвои сосны обыкновенной.

Задачи исследования:

1. Изучить информацию о биоиндикационных  свойствах сосны обыкновенной.
2. Провести исследование загрязнения атмосферного воздуха по комплексу признаков сосны обыкновенной.
3. Сделать вывод на основе полученных результатов о степени загрязнения воздуха в окрестностях посёлка Лесогорска в сравнении с 2009 годом.

Методы исследования.

• Метод наблюдения.
• Метод биоиндикации. Метод оценки абиотических и биотических факторов местообитания при помощи биологических систем называют биоиндикацией.
• Статистический метод.

Сосна относится к голосеменным растениям. В хороших условиях произрастания сосна достигает 30-35 м и даже 40 м в высоту и 80-100 см в диаметре. Продолжительность жизни сосны – 500-600 лет. В Иркутской области размеры и возраст деревьев сосны намного скромнее. Здесь лишь отдельные сосны имеют возраст более 500 лет, высоту более 40 м при толщине ствола до 1 м. Сосна – дерево вечнозеленое. Цветение сосны в средних широтах знаменует начало лета. В это время в сосновом бору все заполнено золотистой пыльцой. Сосна – властелин песчаных почв, где с ней не может соперничать ни одна древесная порода. Сосновый лес как гигантский фильтр очищает атмосферу Земли от пыли и различных аэрозолей.  Сосна является биоиндикатором загрязнения окружающей среды. Организмы или сообщества организмов, жизненные функции которых так тесно коррелируют с определенными факторами среды, называются биоиндикаторами.

К влажности почв и богатству их питательными веществами сосна нетребовательна. В этом она превосходит все древесные породы таежной зоны. Встречаясь на самых различных почвах, сосна имеет много морфологических форм и экологических типов. В различных частях ее ареала выделяют от 5 до 20 морфологических форм и до 10 экотипов сосны, с которыми эти формы часто связаны. Хвоинки расположены по две в пучке, (2,5-) 4—6 (-9) см длиной, 1,5—2 мм толщиной, серо- либо сизовато-зелёные, как правило, слегка изогнутые, края мелкозубчатые, живут около 2—6 (-9) лет

Из источников по биоиндикации я выяснила, что существует несколько классов повреждения хвои, по которым можно судить о степени загрязнения воздуха. В незагрязненных лесных экосистемах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений, и лишь малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В загрязненной атмосфере появляются повреждения, и снижается продолжительность жизни хвои сосны.

На рисунке показаны различные варианты состояния хвои сосны.

      1          2          3           4           5            6

Рис 1. Классы повреждения и усыхания хвои сосны:
I - хвоинки без пятен, нет сухих участков; 2, 3 - с черными и желтыми пятнами;

4-6-хвоинки с усыхание

Высокая чувствительность хвойных растений к различным видам загрязнителей, обуславливает их широкое использование в качестве биоиндикаторов при оценке качества окружающей среды. 

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) является устойчивым и удобным индикатором, легко доступным круглый год.

На основе данных показателей чувствительности хвои к загрязнению атмосферного воздуха мной проведено исследование.

Сначала я определила участки проведения исследования -   контрастные по уровню атмосферного загрязнения:

• Участки № 1 Территория вблизи химзавода и ТЭЦ.
• Участок №2 112 км. Трасы Чуна-Тайшет
• Участок №3 лесной массив за улицей Чунская.
• Участок №4 территория п. Ленинск (вблизи школы).

Были собраны экземпляры веток по 15-20 см. на высоте 1,5 метра от поверхности земли. Снята хвоя в количестве 100 штук и определено состояние хвои:

• выявила степень повреждения хвои.
• сделала выводы о состоянии хвои на разных участках.

Состояние хвои сосны обыкновенной на ключевых участках

Всю хвою разделили на три группы (неповреждённая хвоя, хвоя с пятнами и хвоя с признаками усыхания). Подсчитали количество хвоинок в каждой группе. При анализе средних значений количества хвоинок с повреждением и с усыханием мы получили следующие результаты, которые представлены в таблице.

Статистические данные я обобщила, внесла  в таблицу общий процент повреждения и усыхания хвои на исследуемых участках.

   Проведя исследование состояния хвои сосны обыкновенной, видно, что наиболее загрязнен атмосферный воздух в окрестностях химзавода. Здесь на загрязнение воздуха влияет выбросы химических веществ. Второе место по загрязнению атмосферного воздуха разделили между собой  участок № 2

 112 км. Трасы Чуна-Тайшет и участок №3 территория п. Ленинск (вблизи школы). На загрязнение воздуха на участке №2 влияют выхлопы автотранспорта. А на участок №4 направлена роза ветров от  химического завода. И на последнем месте участок №3 лесной массив за улицей Чунская самый чистый из участков, на которых проводились исследования.  

В ходе проведенного исследования было выяснено, что загрязнение атмосферного воздуха на участке № 4 изменилось,  в сравнении с 2009 годом показатель  загрязнения стал  на 3,8 %, выше. Из этого следует, что уровень загрязнения атмосферного воздуха вырос по сравнению с предыдущими годами.

Вывод

В ходе проведенного исследования были сделаны следующие выводы:

1. Мной найдена и изучена  информация о  высокой  чувствительности  хвойных растений к различным видам загрязнителей, что обуславливает их широкое использование в качестве биоиндикаторов при оценке качества окружающей среды. 

Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.) является устойчивым и удобным индикатором, легко доступным круглый год

2. Исходя из мониторинга, с помощью биоиндикации сосны обыкновенной, загрязнение воздуха не снизилось, а наоборот возросло особенно в районах п. Ленинск.

Я считаю, что жителям посёлка и администрации необходимо задуматься об экологической обстановке  и принять меры к снижению уровня выбросов в атмосферу вредных веществ. Основанием для решения этой проблемы является документ Центра гигиены и эпидемиологии в Иркутской области об основных задачах для улучшения  качества атмосферного воздуха   для специалистов Управления и его территориальных отделов:

1. Предъявление требований в рамках планового и внепланового контроля  к юридическим и физическим лицам:

• по внедрению новых экологически  чистых технологий производства;
• по установке нового пылегазоулавливающего оборудования;
• по применению современных методов очистки вентиляционных выбросов;
• по изменению структуры предприятий и уменьшению количества организованных источников выбросов;
• по организации и проведению производственного контроля по исследованию атмосферного воздуха  для подтверждения соблюдения гигиенических нормативов на границе жилой застройки.

2.  Организация и проведение натурных исследований атмосферного воздуха и измерений уровней физических воздействий на атмосферный воздух в рамках проведения надзорных мероприятий.

Список литературы:

1. Детская энциклопедия. Экология. - М.: Аванта +, 2004г.
2. Л.С.Литвинова, О.Е.Жиренко. Нравственно- экологическое воспитание школьников.- Москва, 2005г.
3. Чернова Н.М. Основы экологии. – М.: Просвещение, 1995г.

Приложение 1

Мониторинг загрязнения воздуха на исследуемых участках в 2012 году по показателям повреждения и усыхания хвои.

Приложение 2

Особенно чувствительны к SO2мятлик однолетний, хвойные, пшеница, салат-латук, ячмень, люцерна и табак. Для ряда растений установлены границы их жизнедеятельности и предельно допустимые концентрации

Рис.1 Чувствительность различных деревьев и кустарников к SO2

Вблизи больших городов и в районах выбросов вредных сернистых, хлористых и азотистых газов деревья задерживают частицы этих веществ и поглощают летучие газы. На листьях деревьев появляются светло-зеленые пятна, потом они буреют и засыхают, со временем отмирают и деревья. От выбросов заводами сернистых соединений лес может погибнуть в радиусе до 10 км, на большем расстоянии содержание газов снижается в 3-4 раза. Наименее устойчивы против газов и пыли сосна и ель, более устойчивы лиственница и все мягколиственные породы. Сосна меняют хвою через 3-5 лет.