Биогеоэкологическая оценка воздушной среды жилой и транспортно-магистральной зон Уфы

Загрязнение городской среды – одна из глобальных экологических проблем. Источниками загрязнения являются различные объекты естественного и искусственного происхождения. Наличие в окружающей среде, загрязняющих веществ, приводит к нарушению структуры и устойчивости экосистем и угрозе здоровью человека [1, 2].

Город Уфа – столица Республики Башкортостан, где находятся различные крупные предприятия. Одной из основных экологических проблем в Уфе является загрязнение атмосферного воздуха. Для обеспечения экологической безопасности городской среды используются разные виды экологического контроля [3].

Одним из наиболее простых и экономичных методов экологических исследований является биотестирование, которое позволяет установить наличие токсичных элементов по реакции живых организмов на загрязняющие вещества [4].

Известно, что снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег является своеобразным индикатором загрязнения воздушной среды. Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автомобильные выхлопы накапливаются в снеге, а с талыми водами поступают в открытые и подземные водоемы, загрязняя их [5].

Способность семян адекватно реагировать на загрязнители путем изменения интенсивности прорастания корней позволяет принять длину корней и проростков за параметры для оценки токсичности. Показателем вредного действия считается замедление их роста [6].

Цель данной работы является оценка загрязненности атмосферы Ленинского района Уфы по оценке токсичности снежного покрова методом биотестирования.

Объект исследования: Ленинский район – один из семи городских районов города Уфы, расположенный в его западной части (рис. 1). Район характеризуется: площадь – 70,9 км², население 85 974 человек, плотность населения 1212,60 чел./км² [7].

Материалом исследования является снеговой покров, взятый из разных точек жилой и транспортно-магистральной зон Ленинского района города Уфа.

Методика исследования. Оценку проб снега проводили методом биотестирования с использованием семян укропа и петрушки. Семена помещались в чашки Петри в фильтровальную бумагу и увлажнялись талой водой, полученной из снега. Через 7 дней оценивали следующие показатели: процент всхожести (энергия прорастания); средняя длина корня (M) и ошибка среднего (m); средняя длина проростка (M) и ошибка среднего (m); индекс токсичности для корня и проростка и в целом [8].

Результаты исследования. Изучение загрязнения атмосферного воздуха, с исполь- зованием биоиндикационных подходов, адекватно оценивает разные функциональные зоны урбанизированной территории [9].

Рис. 1. Карта районов города Уфа

Характеристика места и координаты точек отбора проб снега в жилой и автомобильной зоне – Уфа, Ленинский район (табл. 1).

Данные из таблиц 2 и 3 показывают всхожесть укропа возле дороги и возле се- литебной зоны одинакова, однако у проб снега, взятых в жилой зоне проростки длиннее (42,6 мм; 39,7 мм).

У петрушки всхожесть выше возле дороги, но длинна корня петрушки выше у проб возле жилой зоны (13 мм; 9,9 мм).

Таблица 1. Координаты точек отбора проб снегового покрова

№ точки	Адрес	Координаты
А	ул. Ахметова 128	54.766507, 55.897111
Б	Пересечение ул. Ахметова с ул. Летчиков	54.794460, 55.872908

*Пробы снега были отобраны 21февраля 2020 года

Таблица 2. Характеристика оценки биотоксичности снега в жилой зоне Ленинского рай- она г. Уфа (март 2020)

№	Координаты отбора	Вид растения	М±m корня, мм	М±m проростка, мм	Всхожесть, %	Индекс токсичности
						По корню	По проростку
1	54.766507, 55.897111	укроп	13,0±7,13	42,6±18,9	86,7	1,3	1,1
2		укроп	9,9±6,7	39,7±30,7	73,3	1	1
3		петрушка	13±12,8	2,8±2,5	80	1,2	1
4		петрушка	9,9±5,5	2,7±1,5	90	0,9	1

Таблица 3. Характеристика оценки биотоксичности снега вблизи автодороги Ленинского района г. Уфа (март 2020)

№	Координаты отбора	Вид растения	М±m корня, мм	М±m проростка, мм	Всхожесть, %	Индекс токсичности
						По корню	По проростку
1	54.794460, 55.872908	укроп	14,1±8,9	41,7±21,5	86,7	1,4	1
2		укроп	9,2±6,59	32,7±27	73,3	0,9	0,8
3		петрушка	10,2±7,2	1,6±0,9	80	0,9	0,5
4		петрушка	10,9±5,56	2,9±2,26	100	1	1

Результаты отбора проб (органолептические показатели) показывают, что самый чистый снег оказался в образцах, взятых в жилой зоне. Снег белый, талая вода без запаха, бесцветна, присутствуют незначительное количество посторонних примесей. Самым грязным оказался снег в образцах, взятых у дороги. Цвет снега серый, обусловлен пылью и сажей, ощущается неприятный запах, цвет талой воды – тёмный, при отстаивании образуется осадок.

По результатам сравнительного анализа индекса токсичности укропа (рис. 2) видно, что в жилой зоне он варьируется от 1 до 1,3, то есть по шкале токсичности показатели в норме. В зоне движения автотранспорта значения токсичности укропа достигают от 0,8 до 1,4, что по шкале токсичности расценивается как низкая токсичность.

Результаты индекса петрушки в жилой зоне показали значения 0,9-1,2, то есть по шкале показатели в норме. В зоне интенсивного движения транспорта значения варьируются от 0,5 до 1, что характеризуется средней токсичностью.

Характеристика оценки биотестирования в жилой зоне и в зоне движения автотранспорта в Советском районе указаны в таблице 4 и 5, соответственно.

Рис. 2. Сравнительный анализ индекса токсичности Ленинского района: А – жилой зоны, Б – транспортно-магистральной зоны

Для сравнения результатов возьмем результаты пробы с жилого района и зоны движения автотранспорта Советского района города Уфа (табл. 4).

Таблица 4. Координаты точек отбора проб снегового покрова

№ точки	Адрес	Координаты
В	Мингажева, 160	54.735017, 55.971968
Г	Мингажева, 127	54.735646, 55.970962

Характерно, что корни и проростки петрушки и укропа незначительно выше в селитебной зоне. Что касается всхожести растений, укроп в жилой зоне пророс больше (73,3 мм), чем в зоне движения транспорта (66,7 мм). А петрушка, наоборот в зоне автомобильного движения всхожесть семян выше (90%), а в жилой местности (80%).

Величина индекса токсичности наибольшая у укропа в жилой зоне и равна 1,1. По шкале токсичности показатели в пределах нормы. Однако самая низкая токсичность у петрушки, пробы снега которой были отобраны так же в жилой зоне города.

В целом индекс токсичности высок в селитебной зоне, чем в зоне движения транспорта. Поэтому наиболее благоприятны пробы воды для растений, отобранные в жилой зоне.

Таблица 5. Характеристика оценки биотоксичности снега в жилой зоне Советского района г. Уфа (март 2020)

№	Координаты отбора	Вид растения	М±m корня, мм	М±m проростка, мм	Всхожесть, %	Индекс токсичности
						По корню	По проростку
1	54.735017, 55.971968	укроп	11,5±6,6	43,2±24	73,3	1,1	1,1
2		петрушка	6,9±2,8	2,8±1,6	80	0,6	1

Таблица 6. Характеристика оценки биотоксичности снега вблизи автодороги Советского района г. Уфа (март 2020)

№	Координаты отбора	Вид растения	М±m корня, мм	М±m проростка, мм	Всхожесть, %	Индекс токсичности
						По корню	По проростку
1	54.735646, 55.970962	укроп	9,4 ± 7,1	34,4 ± 26,2	66,7	0,9	0,9
2		петрушка	7,7±5,4	3,3±3,6	90	0,7	1,2

Рис. 3. Сравнительный анализ индекса токсичности Советского района: В – жилой зоны, Г – транспортно-магистральной зоны

Таким образом, в ходе проведения геоэкологической оценки территории Ленинского и Советского районов города было выявлено, что наиболее благоприятным местом проживания на сегодняшний день является Ленинский район.

По результатам исследований более высокой токсичностью обладают пробы снего- вого покрова, расположенные вблизи транспортно-магистральных улиц.

Наиболее чувствительными на реакцию среды оказались ростки петрушки, для которой отбор проб воды производился возле автотранспортной дороги.