Дипломная работа на тему: Влияние загрязнения атмосферного воздуха

Введение

В настоящее время исследования городской среды и связанные с ними теоретические и прикладные экологические проблемы необычайно актуальны, так как города становятся основной средой обитания человека. В последние десятилетия наблюдается интенсивное насыщение атмосферы городов газообразными и пылевидными отходами транспортных средств и промышленных предприятий (Воскресенская, 2004). Они вызывают ухудшение условий существования человека и других организмов, создавая угрозу здоровью населения, нарушению климата в локальных и глобальных масштабах (Калверт, 1988). В связи с этим остро ощущается потребность в научно-обоснованных и рациональных мероприятиях по предотвращению загрязнения атмосферы и сохранению нормальных условий жизни, труда и отдыха людей и биосферы в целом (Илькун, 1978).

Среди компонентов живого вещества биосферы наиболее существенным фактором нейтрализации газообразных токсикантов является растительность и особенно древесно-кустарниковые насаждения и естественные лесные массивы (Сергейчик, 1984). Поэтому одним из перспективных подходов для биологической характеристики воздушной среды является оценка состояния древесных растений по степени их газоустойчивости к промышленным выбросам (Соловьева, 2001).

Выполняя санитарно-гигиенические, архитектурные, хозяйственно-экономические и другие функции, зеленые насаждения несут огромную нагрузку (Рунова, 2004). Возможности их многогранны, но это совсем не значит, что они беспредельны. Растения отрицательно реагируют на наличие в воздухе даже в малых дозах токсических веществ. Они гораздо сильнее реагируют на те концентрации вредных веществ, которые у людей и животных не оставляют видимых явлений отравлений. Таким образом, они выполняют индикаторную функцию (Сергейчик, 1984).

В зонах повышенной загазованности, запыленности и перегрева атмосферного воздуха выявлена повсеместная повреждаемость растений. Установлено, что велика повреждаемость растений дымом со значительной концентрацией двуокиси серы, окиси азота и углерода, сероводорода, аммиака и других (Битюкова, 2004). Многие из этих соединений, растворяясь в воде, образуют вредные для растений кислоты (Майснер, 1981).

Растения в условиях урбанизированной (техногенной) среды, сохраняя внешне неизменный вид, претерпевают значительные изменения биохимического состава и физиологических процессов (Илькун, 1978). Промышленные газы и аэрозоли могут оказывать на растения комплексное и индивидуальное воздействие. Но нередко эффект повреждения вызывается одним, преобладающим в среде, соединением (Майснер, 1981).

Для оценки и прогноза состояния древостоя необходима ранняя диагностика нарушения жизнедеятельности древесных растений, подвергнутых воздействию газовых токсикантов. В первую очередь повреждения проявляются на физиолого-биохимическом уровне, затем распространяются на ультраструктурный и клеточный уровни и лишь после этого развиваются видимые признаки повреждения - хлорозы и некрозы тканей листа, опадание листьев, торможение роста (Горышина, 1991).

Целью данной работы является оценка влияния загрязнения воздушного бассейна города Йошкар-Олы на морфометрические показатели рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.).

Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать степень загрязнения атмосферного воздуха в различных районах города Йошкар-Олы.

2. Определить концентрацию серы в листьях рябины обыкновенной в зависимости от района произрастания.

3. Установить влияние диоксида серы, содержащегося в атмосферном воздухе на морфометрические показатели рябины обыкновенной.

По результатам исследований опубликована одна печатная работа.

Оглавление

- Введение 3

- Обзор литературы

- Атмосферный воздух и источники его загрязнения

- Действие загрязняющих веществ на растения

- Характеристика приоритетных загрязнителей воздуха и их отрицательного воздействия на древесные растения

- Диоксид серы

- Окись углерода

- Оксиды азота

- Аммиак

- Пыль

- Устойчивость рябины обыкновенной

- Объект и методы исследования

- Объект исследования

- Методы исследования

- Методы анализа атмосферного воздуха

- Определение содержания серы в листьях рябины обыкновенной

- Исследование изменения морфометрических показателей рябины обыкновенной

- Результаты исследования и обсуждение результатов

- Характеристика атмосферного воздуха в городе Йошкар-Ола

- Содержание пыли

- Содержание диоксида азота

- Содержание углерода оксида

- Содержание аммиака

- Содержание ангидрида сернистого

- Расчет единичного индекса загрязненности атмосферы

- Содержание серы в листьях рябины обыкновенной

- Изменение длины годичного побега рябины обыкновенной

- Изменение морфометрических показателей листовой пластинки рябины обыкновенной

- Выводы 61

- Список литературы 62

- Приложения

Заключение

Проведенные нами исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Установлено превышение содержания сернистого ангидрида в атмосферном воздухе. На улице Крылова в 15 раз, на улице Карла Маркса в 12,3 раза, на улице Суворова - в 5 раз, в Парке ХХХ летия ВЛКСМ - в 3,13 раза, на улице Героев Сталинградской битвы - в 2,3 раза. Концентрация пыли на всех пяти исследуемых улицах также превышала предельно-допустимые значения. Остальные загрязняющие вещества содержаться в пределах нормы.

2. Выявлена прямая корреляционная зависимость между содержанием сернистого газа в атмосферном воздухе и содержанием серы в листьях рябины обыкновенной.

3. Установлена обратная корреляционная зависимость длины прироста годичного побега, длины и ширины листовой пластинки и площади сложного листа рябины обыкновенной от содержания диоксида серы в атмосферном воздухе.

4. Признак длина черешка сложного листа рябины обыкновенной не зависит от загрязнения атмосферного воздуха сернистым ангидридом.

Список литературы

1. Абрамов, Н.В. Флора Республики Марий Эл: инвентаризация, районирование, охрана и проблемы рационального использования ее ресурсов / Н.В. Абрамов. - Йошкар-Ола: МарГУ, 2000. - 164 с.

2. Андреева, М.В. Изменение морфологии листа Populus tremula L. в загрязнённом воздухе / М.В. Андреева, Н. Н. Семчук // Учён. зап. ИСХиПР НовГУ. Великий Новгород, 2005. Т. 13, вып. 2. С. 107-110.

3. Антипов, В.Г. Устойчивость древесных растений к промышленным газам / В.Г. Антипов. - Минск: Наука и техника, 1979 - 216 с.

4. Артамонов, В.И. Растения и чистота природной среды / В.И. Артамонов. - М.: Наука, 1986. - 172 с.

5. Атрохин, В.Г. Древесные породы мира. Т. 3 Древесные породы СССР / В.Г. Атрохин, К.К. Калуцкий, Ф.Т. Тюриков. - М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 264 с.

6. Битюкова, В.Р. Тенденции атмосферного загрязнения в городах России / В.Р. Битюкова, А.А. Попов // Экол. пром-ть России. - 2004. С.4 - 7.

7. Благоустройство городов и поселков / Герасимов Н. А.[и др.]. М - Л., 1950 - 160 с.

8. Бродович, Т.М. Деревья и кустарники запада УССР. Атлас / Т.М. Бродович, М.М. Бродович. - Львов: Высшая школа, 1979. - 251 с.

9. Булгаков, М.В. Опыт создания защитных насаждений в городе Красноуральске / М.В. Булгаков // Растительность и промышленные загрязнения. Охрана природы на Урале. - Свердловск, 1964, - Вып. 4. С. 153-169.

10. Валягина-Малютина, Е.Т. Деревья и кустарники зимой. Определитель древесных и кустарниковых пород по побегам и почкам в безлиственном состоянии / Е.Т. Валягина - Малютина.- М.: КМК, 2001. - 281 с.

11. Вехов, Н.К. Декоративные деревья и кустарники. В сб.: Озеленение городов / Н.К. Вехов. - М., 1954 - 167 с.

12. Влияние загрязнения атмосферы на лесные экосистемы. Лекции / В. Соловьев [и др.]. - Л.: ЛТА, 1989. - 48с.

13. Воскресенская, О.Л. Организм и среда: факториальная экология / О.Л. Воскресенская, Е.А. Скочилова и др. - Йошкар-Ола, 2005. - 175 с.

14. Воскресенская, О.Л. Экология города Йошкар-Олы / О.Л. Воскресенская, Е.А. Алябышева и др. - Йошкар-Ола, 2004. - 200 с.

15. Галактионов, И.И. Декоративная дендрология / И.И. Галактионов, А.В. Ву, В.В. Осин. - М., 1967,. - 240 с.

16. Гейнрих, Д. Экология / Д. Гейнрих, М. Гергт ; пер. с нем. Н. Н. Гринченко. - М.: Рыбари, 2003. - 287 с.

17. Гелашвили, Д.Б. Количественные методы оценки загрязнения атмосферного воздуха / Экологический мониторинг. Методы биологического и физико-химического мониторинга. Ч IV. - Н. Новгород: Изд-во ННГУ, 2000 - 427 с.

18. Гетко, Н.В. Растения в техногенной среде: Структура и функция ассимиляционного аппарата / Н.В. Гетко. - Минск: Наука и техника, 1989. - 208 с.

19. Гетта, Я.К. Озеленение промышленных предприятий / Я.К. Гетта. - Кемерово, 1957. - 170 с.

20. Голицын, А.Н. Основы промышленной экологии: учебник / А.Н. Голицын. - М.: Академия, 2002. - 240 с.

21. Горышина, Т.К. Растение в городе / Т.К. Горышина. - Л.: Изд-во ЛГУ, 1991. - 148 с.

22. ГОСТ 17.2.4.05 - 83. Гравиметрический метод определения взвешенных частиц пыли.

23. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Марий Эл в 2003 году. - Йошкар-Ола, 2004. - 179 с.

24. Гудериан, Р. Загрязнение воздушной среды / Р. Гудериан. - М.: Мир, 1979. - 200 с.

25. Жизнь растений в 6 томах. Цветковые растения / Под ред. Акад. АН СССР А.Л. Тахтаджяна. - М.: Просвещение, 1981. - Т. 5, Ч. 2. - 512с.

26. Жукова, Л.А. Популяционная жизнь луговых растений / Л.А. Жукова. - Йошкар-Ола: РИИК "Ланар", 1995. - 225 с.

27. Загрязнение воздуха и жизнь растений / Под ред. Майкла Трешоу. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 535 с.

28. Илькун, Г.М. Загрязнители атмосферы и растения / Г.М. Илькун. - Киев: Наукова думка, 1978. - 246 с.

29. Илькун, Г.М. Отфильтровывание воздуха от поллютантов древесными растениями / Г.М. Илькун. - Таллин, 1982. - 138 с.

30. Исаченко, Х.М. Влияние задымляемости на рост и состояние древесной растительности / Х.М. Исаченко // Сов. ботаника - 1938. - №1. - С. 118-123.

31. Калверт, С. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / С Калверт, Г. Инглунд. - М.: Металлургия, 1988. - 286 с.

32. Косулина, Л.Г. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды / Л.Г. Косулина, Э.К. Луценко, В.А. Аксенова. - Ростов н/Д : Изд-во Рост. ун-та, 1993. - 240 с.

33. Кречетова, Н.В. Дендрология, лесные культуры. Цветки, стробилы, семена, проростки (всходы) древесных и кустарниковых пород / Н.В. Кречетова. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1997. - 52 с.

34. Крокер, В. Рост растений / В. Крокер. - М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1950. - 250 с.

35. Кузьмина, Н.А., Кузьмина А.И. // Вестник Башкирского университета. Фоторегуляция роста и некоторых физиологических показателей проростков и каллусной ткани твердой пшеницы. 2001. № 2 (I). С. 140-142.

36. Кулагин, Ю.З. Древесные растения и промышленная среда / Ю.З. Кулагин. М.: Наука, 1974. - 127 с.

37. Кулагин, Ю.З. Лесообразующие виды, техногенез и прогнозирование / Ю.З. Кулагин. - М. Наука, 1980. - 114 с.

38. Кулагин, Ю.З. О способности древесных растений к повторному облиствению / Ю.З. Кулагин // Ботанический журнал - 1966. - №51.

39. Кунцевич, И.П. Ассортимент газоустойчивых древесно-кустарниковых растений / И.П. Кунцевич, Т.Н. Турчинская // Информационное письмо. Акад. коммун. хоз. им. К.Д. Памфилова - 1954. - №39. С. 12-15.

40. Лакин, Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин - М.: Высш. шк., 1980. - 293 с.

41. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение / В. А. Алексеев [и др.]. - Л.: Наука, 1990. - 197 с.

42. Майснер, А.Д. Жизнь растений в неблагоприятных условиях / А.Д. Майснер. - Минск: Высш. школа, 1981. - 98с.

43. Мокроносов, А.Т. Фотосинтез: физиолого-экологические и биохимические аспекты / А.Т. Мокроносов, В.Ф. Гавриленко. - М., 1992. - 236 с.

44. Николаевский, В.С. Биологические основы газоустойчивости растений / В.С. Николаевский. - Новосибирск: Наука, 1979. - 280 с.

45. Николаевский, В.С. Роль растительности в регуляции чистоты атмосферного воздуха / В. С. Николаевский. - Л., 1978. - 277 с.

46. Николаевский, В.С. Современное состояние проблемы газоустойчивости растений / В.С. Николаевский. - Пермск. ун-т, 1969.

47. Николайкин, Н.И. Экология / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова.- М.: Дрофа, 2003. - 624 с.

48. Одум, Ю. Основы экологии. / Ю. Одум. - М.: Мир, 1975. - 345 с.

49. Онтогенетический атлас лекарственных растений. - Йошкар-Ола: Мар.гос.ун-т, 2000. - 268 с.

50. Степановских, А.С. Охрана окружающей среды: / А.С. Степановских. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 559 с.

51. Павлов, И.Н. Глобальные изменения среды обитания древесных растений. Монография / И.Н. Павлов. - Красноярск: СибГТУ, 2003. - 156 с.

52. Работнов, Т.А. Вопросы изучения состава популяций для целей фитоценологии // Проблемы ботаники. - 1950б. - Вып.1. - С. 465 - 483.

53. Романова, А.К. Физиолого-биохимические признаки и молекулярные механизмы адаптации растений к повышенной концентрации CO2 в атмосфере / А.К. Романова // Физиология растений. - 2005. - Т. 52, №1. - С. 123-132.

54. Рост концентрации CO2 в атмосфере - всеобщее благо? / Алексеев [и др.] // Природа. - 1999. - №9. С. 13 - 16.

55. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометиздат, 1979. - 448 с.

56. Руководящий документ: Руководство по контролю загрязнений атмосферы РД 52.04.186 - 89. - М.: 1991. - 694 с.

57. Рунова, Е.М. Экологический мониторинг лесных биоценозов в зонах промышленных выбросов / Е.М. Рунова // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. - Томск: ТГУ, 2004. - С. 132 - 135.

58. Рябинин, В.М. Лес и промышленные газы / В.М. Рябинин. - М., 1965. - 297 с.

59. Сборник методик и инструктивных материалов по определению вредных веществ для контроля источников загрязнения окружающей среды. - Краснодар: Северный Кавказ, 1993. - 224 с.

60. Сергейчик, С.А. Древесные растения и оптимизация промышленной среды / С.А. Сергейчик. - Минск: Наука и техника, 1984. - 168 с.

61. Сергиевская, Е.В. Систематика высших растений. Практический курс / Е.В. Сергиевская.- СПб.: Лань, 2002. - 448 с.

62. Соловьева, О.С. Пылезадерживающая способность древесных растений в зонах разного загрязнения г. Йошкар-Олы / О.С. Соловьева // Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды. Ч. 1.- Тольятти: ВуиТ, 2004. - С. 256 - 261.

63. Соловьева, О.С. Функциональные и физиологические особенности древесных растений в условиях городской среды: автореферат / О.С. Соловьева. - Йошкар-Ола, 2003. - 22 с.

64. Тарабрин, В.П. Устойчивость древесных растений в условиях промышленного загрязнения среды: автореферат / В.П Тарабрин. - Киев, 1974. - 364 с.

65. Тищенко, Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха : справочник : в 2-х ч. Ч. 1. Выделение вредных веществ / Н.Ф. Тищенко, А.Н. Тищенко. - М.: Химия, 1993. - 192 с.

66. Тищенко, Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха: справочник: в 2-х ч. Ч. 2. Распределение вредных веществ / Н.Ф. Тищенко, А.Н. Тищенко. - М.: Химия, 1993. - 314 с.

67. Трахтенберг, И.М. Тяжелые металлы во внешней среде: современные гигиенические и токсикологические аспекты / И.М. Трахтенберг, В.С. Колесников, В.П. Луковенко. - Минск: Наука и техника, 1994. - 286 с.

68. Трифонова, Т.А. Прикладная экология / Т.А. Трифонова, Н.В. Селиванова, Н.В. Мищенко. - М.: Академический Проект: Традиция, 2005. - 384 с.

69. Тутаюк, В.Х. Анатомия и морфология растений / В.Х. Тутаюк. - М., 1972. - 335 с.

70. Уранов, А.А. Возрастной спектр фитоценопопуляций как функция времени и энергетических волновых процессов // Бюлл. Науки, 1975. - №2. - С. 17 - 29.

71. Харитонович, Ф.Н. Биология и экология древесных пород / Ф.Н. Харитонович. - М.: Лесная промышленность, 1968. - 304 с.

72. Хван, Т.А. Промышленная экология / Т.А. Хван. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - 315 с.

73. Хвастунов, А.И. Экологические проблемы малых и средних промышленных городов: оценка антропогенного воздействия / А.И. Хвастунов. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1999. - 248 с.

74. Ценопопуляции растений (основные понятия и структура) - М.: Наука, 1976. - 216 с.

75. Ценопопуляции растений (очерки популяционной биологии) - М.: Наука, 1988. - 236 с.

76. Чекрыгин, В.В. Особенности регулирования светового режима в насаждениях яблони Западного Предкавказья / В.В Чекрыгин, к.б.н. // автореферат. - Краснодар, 2005. - 250 с.

77. Шаблиовский, В.В. Повреждения дымовыми отходами на промплощадках цветной металлургии / В.В. Шаблиовский. - М., 1950. - 257 с.

78. Шацкая, Р.М. Влияние промышленной среды на содержание азотистых соединений в древесных растениях / Р.М. Шацкая, к.б.н. // автореферат. - Кишинев, 1983. - 22 с.

79. Экология и охрана природы: Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 31.12 Часть 1. / Р.Р. Иванова, Е.М. Романов, Е.Н. Щеглова.- Йошкар-Ола.: МарПИ, 1992. - 64 с.

81. Thomae К. Von der Industriefestiqkeit unserer Geholze / К. Thomae // Gartenwelt, Hannover - Wulfel, 1959. - №14.

82. Briggs W. R. // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 1999. V. 15. Р. 33-62

83. Ahmad М. // Current Opinion in Plant Biology. 1999. V. 2. Р. 230-235

84. Lin С. // Trends in plant science. 2000. V. 5. № 8. Р. 337-342

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Содержание загрязняющих веществ в разных районах города

Районы исследования

Концентрация SO2 в атмосфере, мг/м3

Концентрация NO2 в атмосфере, мг/м3

Концентрация CO2 в атмосфере, мг/м3

Концентрация NH3 в атмосфере, мг/м3

Концентрация пыли в атмосфере, мг/м3

ул. Крылова

ул. Карла Маркса

ул. Суворова

ул. Героев Сталинградской битвы

Парк культуры и отдыха ХХХ-летия ВЛКСМ

Сосновая роща

ПДК (для древесных видов)