Апробация методов биоиндикации атмосферного воздуха в городе Калининграде

Изучение состояния окружающей природной среды, его влияние на здоровье населения – одна из приоритетных задач экологии. Калининградская область является регионом с высокой степенью урбанизации, что не всегда положительно сказывается на окружающей природной среде.

Обеспеченность населения автотранспортом, высокая плотность автодорог – основная причина загрязнения атмосферного воздуха (рис. 1). В суммарном антропогенном выбросе вредных веществ удельный вес автотранспорта на 2013 год составил 83,8% [1,2].

С выбросами автотранспорта связаны такие примеси как диоксид азота, оксид углерода, диоксид серы, сероводород, изомеры ксилола, бензол, толуол, формальдегид, пыль (сажа) [1,2].

Для разработки мероприятий по снижению негативного воздействия на компоненты природной среды, прогнозирования их состояния необходим экологический мониторинг. В последнее время для этих целей часто используют живые организмы, так как они несут в себе информацию о среде их обитания, «регистрируя» все процессы, протекающие в экосистеме.

В данной работе в качестве индикатора состояния окружающей среды выбрана береза повислая (Betula pendula R.). При проведении натурных наблюдений были определены пункты, расположенные в городских районах с интенсивным движением автотранспорта, на некоторых из них, кроме того, проводится мониторинг в рамках общегосударственной программы: ул. Театральная, ул. Багратиона, ул. Емельянова, ул. Шатурская.

Сбор материала осуществлялся после завершения интенсивного роста листьев – в августе 2013 и июле 2014 года. Выборка листьев производилась с 10 близко растущих деревьев по 10 листьев с каждого, то есть всего 100 листьев с одной точки.

Рисунок 1 – Приморское кольцо

С каждого листа были сняты показатели по пяти параметрам с левой и правой стороны (рис. 2) [3]:

• 1 .Ширина половинки листа. Для измерения лист складывают поперек пополам, прикладывая макушку листа к основанию, потом разгибают и по образовавшейся складке производят замер.

• 2 .Длина второй жилки второго порядка от основания листа.

• 3 .Расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка.

• 4 .Расстояние между концами этих жилок.

• 5 .Угол между главной жилкой и второй от основания жилкой второго порядка.

Рисунок 2 – Параметры листа для измерения [3]

В отличие от методики [3], основанной на определении функциональной асимметрии листовой пластины, использовались ксерокопии листьев с увеличением мелких экземпляров в несколько раз, с обязательной фиксацией масштаба увеличения. Характерные точки обозначались на ватмане накалыванием иглой, использовался транспортир (геодезический) с ценой деления 0,5 градуса, масштабная линейка (ГОСТ 13485 – 68), обеспечивающая снятие отсчета с точностью до десятых долей миллиметра (результат округлялся до 0,5 мм), что повышает точность определения признаков асимметрии в два раза и тем самым совершенствует методику.

Для мерных признаков величина асимметрии у растений рассчитывается как различие в промерах слева и справа, отнесенное к сумме промеров на двух сторонах. Интегральным показателем стабильности развития для комплекса мерных признаков является средняя величина относительного различия между сторонами на признак. Этот показатель рассчитывается как среднее арифметическое суммы относительной величины асимметрии по всем признакам у каждой особи, отнесенное к числу используемых признаков:

X

a

sLiT-t nk ,

= ott ;

a / +a_r

где: d /_-r

d

– данные измерений; n –

количество листьев; k – число признаков.

Результаты расчета коэффициента флуктуирующей асимметрии по выборкам представлены в табл. 1.

Таблица 1 – Величины флуктуирующей асимметрии по пунктам наблюдения

Пункт наблюдений	ул. Театральная	ул. Багратиона	ул. Емельянова	ул. Шатурская
Коэффициент флуктуирующей асимметрии
2013 год	0,0770	0,0481	0,0595	0,0040
2014 год	0,1972	0,0472	0,0609	0,0040

Среднеарифметическое значение коэффициента флуктуирующей асимметрии по выборкам за 2013 год – 0,06194, 2014 – 0,06186, что соответствует пяти баллам – критическая степень загрязнения.

Если проводить градацию баллов по вышеуказанной методике, то получены следующие интегральные показатели стабильности развития (величин функциональной асимметрии) (рис. 3).

Таким образом, можно говорить о крайне неблагоприятном техногенном воздействии на природную среду на улицах Емельянова и Театральной.

Калининградским центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды осуществляется наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в городе. Наблюдения проводятся по девяти параметрам, по пяти из

Апробация методов биоиндикации атмосферного воздуха в городе Калининграде которых выполняется количественная оценка качества воздуха (ИЗА5).

Рисунок 3 – Распределение интегральных показателей стабильности развития организма

Динамика комплексного индекса загрязнения атмосферного воздуха в г. Калининграде представлена на рис. 4 [5 ÷ 7] .

2009 ГОД	2010 ГОД	2011 ГОД	2012 ГОД	2013 ГОД
12	10.5	10	12.2	9.7

Рисунок 4 – Комплексный индекс загрязнения атмосферы в г. Калининграде в период с 2009 по 2013 г.г.

По значению комплексного ИЗА5 оценивается уровень загрязнения атмосферного воздуха (табл. 2)[4].

Таблица 2 – Оценка качества воздуха по значению ИЗА 5 .

Уровень загрязнения атмосферного воздуха	Значение комплексного ИЗА 5
Низкий	меньше или равен 5
Повышенный	5÷7
Высокий	7÷14
Очень высокий	больше или равен 14

Если сопоставить данные, полученные в результате биоиндикационного анализа и значения ИЗВ, можно сделать вывод о том, что они согласуются: в 2013 году произошло некоторое снижение степени загрязнения атмосферного воздуха, но, несмотря на это, в течение длительного времени г. Калининград попадает в градацию городов с высоким уровнем загрязнения атмосферы.

По данным Правительства Калининградской области [6] улучшение качества атмосферного воздуха обусловлено улучшением качества дорожного покрытия на автодорогах, изменением схем движения автотранспорта по Калининграду, благоустройством зон рекреации, оборудованием парков и скверов, поэтому и далее необходимо проводить оптимизацию схем движения автотранспорта в городе, увеличению «зеленых» зон, переход на экологически чистое топливо.