Оцінювання забруднення урбоекосистеми міста рівне за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Українська академія аграрних наук

Інститут агроекології

УДК 504:573.4 (477.81) (043.3)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Оцінювання забруднення урбоекосистеми міста рівне за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів

Спеціальність: 03.00.16 - екологія

Хомич Наталія Ростиславівна

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Національному університеті водного господарства та природокористування

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор Клименко Микола Олександрович, Національний університет водного господарства та природокористування, завідувач кафедрою екології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор, академік АН ВШ Ісаєнко Володимир Миколайович Інститут перепідготовки та підвищення кваліфікації Національного педагогічного університету ім. М.П. Драгоманова, директор рослина біоіндикатор урбоекосистема

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Копилов Євгеній Павлович Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН, старший науковий співробітник лабораторії мікробіометоду

Захист дисертації відбудеться «21» травня 2009 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої вченої ради Д 26.371.01 Інституту агроекології УААН за адресою: 03143 м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту агроекології УААН, за адресою: м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

Автореферат розіслано «18» квітня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат сільськогосподарських наук В.В. Чайковська

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. За численними дослідженнями екологічний стан великих, середніх та малих міст багатьох країн світу, в тому числі і України, характеризується як незадовільний. Основною причиною погіршення екологічного стану міст є недосконале планування та розміщення у житловій зоні промислових підприємств, внаслідок чого відбувається забруднення повітря викидами стаціонарних і пересувних джерел, а також низький відсоток зелених насаджень, шумове забруднення, забруднення води та ґрунтів. Особливо небезпечний вплив на екологічний стан міста останніми десятиліттями справляє зростання кількості автомобільного транспорту (М.О. Клименко, Я.О. Мольчак, Т.Л. Меліхова, 2001).

Під впливом антропогенних чинників у містах збільшується захворюваність населення, яке в основному потерпає від забруднень атмосферного повітря різноманітними забруднювачами: пилом, оксидом карбону, діоксидом сірки, діоксидом азоту.

Через відсутність обліку поширення захворювань в окремих частинах міста, неможливо встановити зв'язок між рівнями захворювань і забрудненням, а отже і районувати територію міст, особливо малих, за екологічними ризиками.

Як свідчать дослідження (І.М. Швадчак, А.І. Горова, А.І. Курінний, А. Механджиєв, Л.В. Частоколенко, M. Mьller, W.F. Grant, E.T. Owens) оцінити екологічний стан міста та вплив його на населення можна за допомогою репродуктивної структури, і насамперед, чоловічого гаметофіту рослин, найчутливішого щодо дії токсичних інгредієнтів, а рівень цитогенетичних аномалій у клітинах вегетативних і генеративних органів - надійний критерій ранньої індикації техногенних впливів. У зв'язку з цим виникає потреба в детальному оцінюванні екологічної ситуації міст з використанням критеріїв стану нормативних значень цитогенетичних показників рослин-біоіндикаторів якості навколишнього середовища та оцінювання території за уніфікованою оціночною шкалою, яка характеризує стан навколишнього середовища за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною бюджетної науково-дослідної роботи, яку виконують на кафедрі екології Національного університету водного господарства та природокористування за темою: «Охорона і раціональне використання природних ресурсів Полісся України» (№ ДР 0107U0004183).

Мета роботи полягає в оцінюванні забруднення урбоекосистеми міста Рівне за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів.

Для досягнення мети було поставлено такі завдання:

- здійснити ландшафтно-екологічну характеристику території м. Рівне;

- вивчити та описати видовий склад рослинності міста;

- оцінити рівні і динаміку обсягів забруднення міста викидами пересувних і стаціонарних джерел;

- дослідити рівні впливу забруднення на здоров'я населення міста;

- дослідити можливість застосування тесту стерильності пилку рослин як індикатора стану урбоекосистеми м. Рівне;

- обґрунтувати можливість районування ступеня забруднення міста за допомогою тест-системи кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.).

- здійснити районування міста за ступенем ушкодженості рослин-біоіндикаторів;

- розробити рекомендації з покращення екологічного стану м. Рівне.

Об'єкт дослідження - вплив забруднення повітря на стан урбоекосистеми.

Предмет дослідження - показники, які характеризують процеси, що відбуваються на урбанізованій території.

У роботі використано методи: вимірювання, збирання та консервування, спостереження, порівняння, узагальнення, зокрема, регресійний аналіз, системний аналіз, флористичні, біоіндикаційні методи дослідження.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше на підставі проведених нами досліджень пилку рослин-біоіндикаторів за показниками ушкодженості здійснено картографування м.Рівне. Встановлено, що в цілому екологічна ситуація міста «помірно небезпечна» з середнім рівнем ушкодженості та конфліктним і загрозливим станом біоіндикаторів. Уперше здійснено регресійний аналіз зв'язку поширеності хвороб населення з рівнями викидів забруднення повітря міста стаціонарними та пересувними джерелами.

Удосконалено тест «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» за тест-системою кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.).

Подальшого розвитку набув аналіз динаміки і рівнів викидів забруднювачів міста стаціонарними та пересувними джерелами забруднення; виділено території перевищення розсіювання концентрації оксиду карбону порівняно з максимально разовою гранично допустимою концентрацією (ГДК) 5мг/м3. За концентрацією розсіювання СО виявлено зони найбільшого забруднення атмосферного повітря міста.

Практичне значення одержаних результатів. Цінність отриманих нами результатів у ході досліджень пилку рослин-біоіндикаторів полягає в тому, що виділено категорії екологічної безпеки території міста за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» (безпечна, помірно небезпечна, небезпечна); встановлено стан та рівень ушкодженості біоіндикаторів. У місті виділено території перевищення розсіювання концентрації оксиду карбону порівняно з максимально разовою ГДК. Здійснено картографування м. Рівне за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів. Розроблено рекомендації та управлінські рішення з покращення екологічного стану міста, які використовуються місцевими органами влади (Рівненська міська рада).

Методи біоіндикації використовують на кафедрі екології Національного

університету водного господарства та природокористування і Рівненського державного гуманітарного університету при вивченні дисциплін: «Біоіндикація та біотестування», «Екологія людини», «Екологія міських систем», «Охорона атмосферного повітря», а також при виконанні курсових, дипломних, магістерських робіт.

Особистий внесок здобувача. Автором здійснено інформаційний пошук, визначено мету і завдання досліджень, методи їх виконання, проведено аналіз та обговорення результатів дослідження, обґрунтовано пропозиції виробництву. Також автором виділено категорії екологічної безпеки та здійснено картографування м. Рівне за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів, проведено регресійний аналіз зв'язку поширеності захворювань населення з рівнями забруднення повітря міста стаціонарними та пересувними джерелами. Проведено аналіз динаміки і рівнів обсягів забруднювачів міста стаціонарними, пересувними, сумарними джерелами забруднення; виділено території перевищення розсіювання концентрації оксиду карбону порівняно з максимальною разовою ГДК. В основу дисертаційних досліджень покладено власні дослідження пилку рослин за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів». Проаналізовано науково-теоретичні літературні джерела, архівні матеріали, звіти управління статистики.

Апробація результатів досліджень. Результати досліджень на різних етапах доповідались на міжнародній науково-практичній конференції «І-й Всеукраїнський з'їзд екологів» (4-7 жовтня 2006 р., м. Вінниця); IV міжнародній конференції студентів, магістрів та аспірантів «Сучасні проблеми екології» (14-17 березня, 2007 р., м. Житомир); науково-практичній конференції «Екологічні проблеми Полісся України» (2006 р., м. Рівне); науково-практичній конференції «Сучасний стан і тенденції розвитку меліоративного ґрунтознавства та землеробства» (2007 р., м. Рівне); на ІІ науково-практичній конференції молодих вчених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (9-11 вересня, 2008 р., м. Київ).

Публікації. Результати досліджень і матеріали за темою дисертації викладено в 12 наукових працях: з них 9 статей, 5 - у фахових виданнях, 3 тези доповідей.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, рекомендацій, списку використаної літератури, додатків. Матеріал викладено на 115 сторінках. Робота містить 27 таблиць, 34 рисунки, 3 додатки, список літератури налічує 174 джерела, у тому числі 28 латиною.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету та завдання досліджень, наукову новизну, практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі проведено аналіз стану вивчення проблеми у вітчизняних і зарубіжних виданнях. Проаналізовано наукові праці А.І. Горової, М.О. Клименка, Р. Шуберта, В.П. Бессонової, І.І. Коршикова, А.І. Сафонова, В.П. Стефурака, І.Й. Случика, Т.В. Морозової, Т.І. Великоридько, Г.М. Ількуна, А.М. Гродзінського, О.Б. Блюма, Ф.М. Левона, А.В. Випирайло, В.В. Лаврова, Р. Гудериана, B.C. Ніколаєвського, Х.Г. Десслера та ін. Цими дослідженнями було встановлено, що зростання забруднення навколишнього середовища шкідливими речовинами різного походження супроводжується збільшенням ушкодженості біосистем, у тому числі пилку рослин-біоіндикаторів, висвітлено методи та проблеми біоіндикації, вироблено систему знань про те, наскільки небезпечні для всього живого на планеті Земля речовини різної природи, що надходять у навколишнє середовище, спектр яких постійно збільшується у зв'язку з розширенням виробничої діяльності людини. Встановлено, як запобігти чи вчасно виявити та оцінити наслідки дії забруднюючих речовин для біоти.

У другому розділі охарактеризовано геологічну будову, рельєф, поверхневі і підземні води, клімат, ґрунтовий та рослинний покрив досліджуваної території. Зазначено об'єкт, методи та методики досліджень.

Встановлено, що рекреаційні території міста зазнають інтенсивного антропогенного впливу. Більшість їх знаходиться в центрі міста, поряд із промисловими підприємствами та автомобільними дорогами з інтенсивним рухом. З розширенням території міста збільшується чисельність та висотність забудови, а горбистість місцевості та недостатнє озеленення спричинюють низьку продуваємість, тому не спрацьовує принцип «аеродинамічної труби», що призводить до скупчення шкідливих речовин, особливо в центрі міста.

При великомасштабному картографуванні за одиницю площі рекомендується ділянка розміром 10000 км2, при середньо- та маломасштабному - 1000 і 100 км2, відповідно (А.І. Горова, 2007). Для проведення досліджень територію міста було поділено на 12 досліджуваних тест-полігонів, які охоплюють рекреаційні, житлові та антропогенно-навантажені райони, (площа в межах 1-5 км2). I-IV - північна частина міста, IX-XII - південна, V - західна, VII, VIII - центральна, VI - східна частина міста. У дисертаційній роботі застосовано тест «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів», що ростуть на досліджуваних територіях. Встановлено, що фертильні і стерильні клітини пилку рослин вирізняються за вмістом крохмалю. Фертильні пилкові зерна цілком заповнені крохмалем, а стерильні - не містять його або мають тільки сліди.

У третьому розділі охарактеризовано рекреаційні об'єкти та проведено загальну характеристику рослинності міста. На дванадцяти досліджуваних тест-полігонах виявлено 36 основних видів представників рослинності, які належать до 5-ти груп стійкості щодо дії несприятливих екологічних факторів, які визначено придатними для проведення досліджень. Описано видовий склад рослинності міста на 12 досліджуваних тест-полігонах.

Як індикатори для досліджень пилку було обрано такі рослини-біоіндикатори: 1 група чутливості - липа серцелиста (Tilia cordata Mill.), липа широколиста (Tilia platyphyllos Soop.), льонок звичайний (Linaria vulgaris Mill.), берізка польова (Convolvulus arvensis L.), звіробій звичайний (Hipericum perforatum L.), маргаритка багаторічна (Bellis perennis L.); 2 група чутливості - калина звичайна (Viburnum opulus L.), бузок звичайний (Syringa vulgaris L.),береза повисла (Betula pendula Roth.), горобина домашня (Sorbus domestica L.), грицики звичайні (Capsela bursa pastoris L. Medik.), кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.), дзвоники розлогі (Campanula patula L.), ромашка лікарська (Matricaria officinalis L.), подорожник великий (Plantago major L.), мати-й-мачуха звичайна (Tissulago farfara L.), чистотіл великий (Chelidonium majus L.), цикорій звичайний (Cichorium intibus L.), волошка синя (Centaurea cyanud L.), деревій степовий (Achillea stepposa Klok.), 3 група чутливості - буркун лікарський (Melilotus officinalis L.), буркун білий (Melilotus albus Desr.), гикавка сіра (Berteroa incana L.), каштан кінський (Castanea vulgaris Lam.), сокирки польові (Cansolida regalis S.F. Gray), конвалія звичайна (Convallaria majalis L.), дивина фіолетова (Verbascum phoeniceum L.), конюшина лучна (Trifolium prаtense L.); 4 група чутливості - яблуня домашня (Malus domestica Borkh.), мак дикий (Papaver rhoeas L.), вишня звичайна (Cerasus vulgaris Mill.), шипшина собача (Rosa canina L.), акація біла (Robinia pseudoacacia L), жовтець польовий (Ranunculus arvensis L.), пирій повзучий (Elytrigia repens L.); 5 група чутливості - ясень звичайний (Fraxinus excelsior L.)

У четвертому розділі проаналізовано та наведено характеристику антропогенних чинників формування екологічного стану території міста та їх вплив на здоров'я населення. Здійснивши аналіз впливу антропогенних чинників на формування екологічного стану території міста встановлено, що обсяг викидів забруднюючих речовин від стаціонарних джерел в м. Рівне становить (до зменшення) 3,4 тис.т в 2005 р. Викиди пересувних джерел забруднення в 2005 р. дорівнювали 19,8 тис.т з тенденцією до зростання впродовж останніх п'яти років.

За прогнозними розрахунками на 2010 р. обсяги забруднюючих речовин, що надходять в атмосферне повітря міста від стаціонарних джерел сягне 2,61 тис.т, а від пересувних - 29,3 тис. т. Динаміка викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря м. Рівне (сумарні викиди) описується залежністю, яка має вид параболи другого порядку, при коефіцієнті детермінації R2=0,86.

Провівши аналіз бачимо чітку тенденцію до збільшення викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря м. Рівне (сумарні викиди) у розрізі років: у 1994 р. - 16,6 тис.т, а у 2005 р. ця цифра збільшилась до 23,2 тис.т. За прогнозними розрахунками на 2010 р. обсяг сумарних викидів в атмосферне повітря міста сягне 29,3 тис.т.

Поряд з цим за концентрацією розсіювання СО нами виявлено зони найбільшого забруднення атмосферного повітря міста, де найбільше скупчення пересувних джерел забруднення, тест-полігони VI, VII, (центральна частина міста), де перевищення ГДК становить 3-4 рази. На тест-полігонах I-IV (північна частина міста), V (західна) ГДК перевищує 1,6-2,3 раза; VIII (східна), IX, XII - 2,1-2,4 раза (південна частина міста). Найкращий стан атмосферного повітря (за концентрацією розсіювання СО) спостерігається на тест-полігонах X, XI (район озера Басів Кут), перевищення ГДК становить 1-2 рази.

Здійснено аналіз стану здоров'я населення міста, проведено регресійний аналіз поширеності основних хвороб його жителів, залежності поширеності хвороб населення м. Рівне від обсягів викидів стаціонарних, пересувних, сумарних джерел забруднення (табл. 1, 2). Також проведено розрахунки прогнозних показників поширеності хвороб на 2010 р. Водночас здійснено регресійний аналіз залежностей поширеності хвороб населення від стаціонарних, пересувних та сумарних джерел забруднення.

Результати регресійного аналізу засвідчують, що переважна більшість поширення хвороб населення м. Рівне корелює з обсягами викидів від стаціонарних, пересувних джерел забруднення і описується математичними залежностями, які мають вид параболи другого порядку, степеневий та прямолінійний.

За розрахунками на 2010 р. під впливом дедалі зростаючих обсягів забруднення атмосферного повітря стаціонарними, пересувними, сумарними джерелами забруднення прогнозується зростання поширеності хвороб за групами, які мають високий і дуже високий ступінь зв'язку зростання хвороб у часі. Хвороби ендокринної системи, з них цукровий діабет; розлади психіки і поведінки; нервової системи; системи кровообігу, з них гіпертонічна (всі форми); ішемічна хвороба серця; жовчнокам'яна; підшлункової залози; сечостатевої системи; вроджені аномалії (вади розвитку, деформації і хромосомні порушення), з них вроджені аномалії системи кровообігу мають дуже високий (0,9-0,99) ступінь зв'язку зростання хвороб у часі; новоутворення; крові і кровотворних органів, з них анемії; залізодефіцитні; вегето-судинна дистонія; гострий інфаркт міокарда; стенокардія; інсульти; органів травлення; цироз печінки; шкіри і підшкірної клітковини; ускладнення вагітності, пологів і післяпологового періоду мають високий (0,7-0,9) ступінь зв'язку зростання хвороб у часі.

Таблиця 1 Результати регресійного аналізу стану здоров'я населення м. Рівне *

Вид захворювання (хвороби)	Залежність	Коефіцієнт детермінації R2
Новоутворення	y = 24,227x0,2165	0,71
Ендокринної системи цукровий діабет	y = 24,227x0,2165	0,96
	y = 0,9345x + 12,982	0,98
Крові і кровотворних органів анемії	y = 10,263x0,2021	0,82
	y = 10,039x0,1997	0,79
Залізодефіцитні	y = 10,881x0,1463	0,88
Розлади психіки і поведінки	y = 1,3714x + 35,954	0,95
Нервової системи	y =-0,5589x2+8,5649x+26,423	0,94
Вегето-судинна дистонія	y = 19,182x0,2706	0,85
Системи кровообігу гіпертонічна (всі форми)	y = 166,84x0,4347	0,96
	y = 17,733x + 68,825	0,96
Ішемічна хвороба серця	y = 10,382x + 56,293	0,92
Гострий інфаркт міокарда	y = 0,0268x2 - 0,197x + 1,4161	0,88
Стенокардія	y = 16,831x0,2285	0,79
Інсульти (всі форми)	y =-0,0286x2+0,4548x+0,2821	0,89
Органів дихання	y=2,9185x2 - 16,055x + 485,49	0,55
Бронхіальна астма	y = 0,0083x2 - 0,044x + 5,5607	0,33
Органів травлення	y = 144,78x0,1765	0,73
Цироз печінки	y=0,0089x2 - 0,0411x + 0,5946	0,79
Жовчнокам'яна	y = 2,45x + 15,8	0,91
Підшлункової залози	y = 1,075x + 3,5	0,94
Сечостатевої системи	y = 2,45x + 15,8	0,91
Шкіри і підшкірної клітковини	y=-0,4869x2+6,4155x+48,696	0,75
Кістково-м'язової системи та сполучної тканини	y=-0,8595x2+13,076x+83,775	0,59
Вроджені аномалії (вади розвитку, деформації і хромосомні порушення) вроджені аномалії системи кровообігу	y = 8,1642x0,1112	0,90
	y = 1,6832x0,1178	0,76
Ускладнення вагітності, пологів	y = 0,444x2 - 2,275x + 14,914	0,74

* x - роки визначення з відліком від 1995 р.

y - поширеність на 1000 жителів.

Таблиця 2 Результати регресійного аналізу залежності поширеності хвороб населення м. Рівне від викидів стаціонарних, пересувних та сумарних джерел забруднення

Вид захворювання (хвороби)	Коефіцієнт детермінації забруднюючих джерел R2
	стаціонарних	пересувних	сумарних
Новоутворення	0,03	0,21	0,23
Ендокринної системи цукровий діабет	0,33	0,80	0,78
	0,42	0,90	0,88
Крові і кровотворних органів анемії	0,48	0,53	0,54
	0,47	0,48	0,46
Залізодефіцитні	0,41	0,48	0,44
Розлади психіки і поведінки	0,34	0,86	0,87
Нервової системи	0,13	0,55	0,53
Вегето-судинна дистонія	0,17	0,42	0,43
Системи кровообігу гіпертонічна(всі форми)	0,34	0,58	0,56
	0,37	0,67	0,66
Ішемічна хвороба серця	0,56	0,58	0,55
Гострий інфаркт міокарда	0,34	0,85	0,79
Стенокардія	0,33	0,07	0,06
Інсульти (всі форми)	0,24	0,48	0,48
Органів дихання	0,38	0,60	0,58
Бронхіальна астма	0,74	0,32	0,16
Органів травлення	0,26	0,34	0,40
Цироз печінки	0,77	0,74	0,59
Жовчнокам'яна хвороба	0,24	0,64	0,64
Підшлункової залози	0,27	0,60	0,43
Сечостатевої системи	0,36	0,57	0,53
Шкіри і підшкірної клітковини	0,10	0,10	0,15
Кістково-м'язової системи та сполучної тканини	0,04	0,19	0,19
Вроджені аномалії (вади розвитку, хромосомні порушення) вроджені аномалії системи кровообігу	0,35	0,45	0,43
	0,01	0,45	0,48
Ускладнення вагітності, пологів і післяпологового періоду	0,26	0,81	0,73

У п'ятому розділі на підставі проведених досліджень пилку рослин-біоіндикаторів здійснено картографування території міста за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» та проаналізовано вплив концентрації основних забруднювачів за інтегральними умовними показниками ушкодженості (ІУПУ).

Встановлено, що в 2006 р. найменший відсоток стерильних пилкових зерен спостерігався на тест-полігонах Х, XII - 1,0%, 1,7%, а найбільший на тест-полігонах ІІІ - 19,5, VII - 19,9%. У 2007 р. найменший відсоток стерильних пилкових зерен простежувався на тест-полігонах Х, ХІ - 0,9%, найбільший на тест-полігонах ІІ - 19,4%, VI - 19,6% (табл. 3)

Аналіз розрахунків умовних показників ушкодженості (УПУ) в 2006 р. за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» засвідчує, що найнижчий УПУ на досліджуваних тест-полігонах Х - 0,025, ХІІ - 0,030, а найвищий на VI - 0,989, VII - 0,994. Водночас визначено, що найнижчий інтегральний умовний показник ушкодженості (ІУПУ) на тест-полігоні Х - 0,168, найвищий на VІІ - 0,576, VI - 0,582, а інтегральний умовний показник ушкодженості всієї досліджуваної території міста (ІУПУзаг) дорівнює 0,421. У 2007 р. за розрахунками УПУ за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» ми встановили, що найнижчий УПУ на тест-полігонах Х, ХІ - 0,020, а найвищий на VI - 0,979, VII - 0,984. При цьому найнижчий ІУПУ на тест-полігоні Х - 0,179, а найвищі на VIІ - 0,588, VI - 0,601, а ІУПУзаг. дорівнює 0,433 (табл. 4).

Таблиця 3 Стерильність пилкових зерен (2006, 2007 рр.), %

№ досліджуваного тест-полігону	Стерильність пилкових зерен М, %
	2006 р.	2007 р.
I	1,1-14,9	1,0-14,2
II	2,6-19,2	2,3-19,4
III	2,5-19,5	2,0-19,2
IV	2,1-18,8	1,5-17,9
V	1,9-19,3	1,4-19,1
VI	4,9-19,8	1,9-19,6
VII	2,4-19,9	2,0-19,7
VIII	2,3-17,8	2,1-17,7
IX	1,3-15,0	1,4-16,1
X	1,0-10,1	0,9-9,6
XI	1,4-12,9	0,9-11,4
XII	1,7-17,0	1,6-16,8

Таблиця 4 Оцінка стану навколишнього середовища м. Рівне за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» (2006, 2007) рр.

№ досліджуваного тест-полігону	Діапазон УПУ	ІУПУ	ІУПУзаг
	2006	2007	2006	2007	2006	2007
I	0,030-0,738	0,025-0,702	0,362	0,365	0,421	0,433
II	0,107-0,958	0,092-0,969	0,547	0,559
III	0,102-0,974	0,076-0,958	0,543	0,548
IV	0,082-0,938	0,051-0,889	0,539	0,541
V	0,071-0,964	0,046-0,953	0,541	0,547
VI	0,163-0,989	0,071-0,979	0,582	0,601
VII	0,097-0,994	0,076-0,984	0,576	0,588
VIII	0,092-0,887	0,082-0,882	0,390	0,434
IX	0,041-0,743	0,046-0,800	0,293	0,307
X	0,025-0,492	0,020-0,466	0,168	0,179
XI	0,046-0,635	0,020-0,558	0,198	0,196
XII	0,061-0,846	0,056-0,835	0,319	0,338

На підставі проведених досліджень пилку рослин-біоіндикаторів (2006, 2007 рр.) встановлено: на тест-полігонах X, XI еталонний і сприятливий стан біоіндикаторів з низьким і нижчим за середній рівнем ушкодженості, категорія екологічної безпеки території - безпечна; на тест-полігонах I, VIII, IX, XII конфліктний і загрозливий стан біоіндикаторів із середнім рівнем ушкодженості, категорія екологічної безпеки території - помірно небезпечна; на тест-полігонах II-VII критичний стан біоіндикаторів з вищим за середній рівень ушкодженості, категорія екологічної безпеки території - небезпечна. У цілому (2006, 2007 рр.) категорія екологічної безпеки м. Рівне за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» помірно небезпечна з конфліктним і загрозливим станом біоіндикаторів та середнім рівнем їх ушкодженості (табл.5).

Проаналізувавши екологічний стан міста за тест-системою кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.) та тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» встановлено: на тест-полігонах X, XI еталонний і сприятливий стан біоіндикаторів з низьким і нижчим за середній рівнем ушкодженості, категорія екологічної безпеки території - безпечна; на тест-полігонах I, VIII, IX, XII конфліктний і загрозливий стан біоіндикаторів із середнім рівнем ушкодженості, категорія екологічної безпеки території - помірно небезпечна; на тест-полігонах II-VII критичний стан біоіндикаторів з вищим за середній рівень ушкодженості, категорія екологічної безпеки території - небезпечна. У цілому (2006, 2007 рр.) категорія екологічної безпеки м. Рівне за тест-системою кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.) та тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» помірно небезпечна з конфліктним і загрозливим станом біоіндикаторів та середнім рівнем їх ушкодженості.

Таблиця 5 Загальна оцінка екологічного стану навколишнього середовища міста (2006, 2007 рр.)

№ досліджуваного тест-полігону	Рівень ушкодженості біоіндикаторів	Стан біоіндикаторів	Категорія екологічної безпеки території
I	Середній	Конфліктний і загрозливий	Помірно небезпечна
II	Вище за середній	Критичний	Небезпечна
III	Вище за середній	Критичний	Небезпечна
IV	Вище за середній	Критичний	Небезпечна
V	Вище за середній	Критичний	Небезпечна
VI	Вище за середній	Критичний	Небезпечна
VII	Вище за середній	Критичний	Небезпечна
VIII	Середній	Конфліктний і загрозливий	Помірно небезпечна
IX	Середній	Конфліктний і загрозливий	Помірно небезпечна
X	Низький і нижче за середній	Еталонний і сприятливий	Безпечна
XI	Низький і нижче за середній	Еталонний і сприятливий	Безпечна
XII	Середній	Конфліктний і загрозливий	Помірно небезпечна
ІУПУзаг	Середній	Конфліктний і загрозливий	Помірно небезпечна

Для візуалізації отриманих даних проведено картографування міста за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів». За допомогою програмного забезпечення MAPINFO на основі отриманих даних було побудовано ізолінії, які характеризують стан повітря на окремих тест-полігонах міста за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів», що виражено в УПУ, спектр кольору відповідає уніфікованій оцінювальній шкалі. Карта ізоліній УПУ деталізує ранжування дослідженої території за еколого-генетичним станом атмосферного повітря, дає змогу виявити зони найбільшого забруднення, наявність яких пов'язана із впливом сукупності техногенних факторів, (викиди стаціонарних і пересувних джерел).

Результати регресійного аналізу засвідчують, що залежності максимальних та середніх концентрацій забруднювачів від ІУПУ за 2006, 2007 рр. описуються математичними залежностями прямолінійного виду. В максимальних концентраціях шкідливих речовин, що є у місті: сірчистий ангідрид (R2=0,09), діоксид азоту (R2=0,007), аміак (R2=0,02), оксид карбону (R2=0,002) залежностей не виявлено (концентрації не виходять за межі ГДКм.р і ГДКс.д), окрім пилу, для якого коефіцієнт детермінації R2=0,44, (концентрації перевищують ГДКм.р і ГДКс.д). Водночас для середніх концентрацій сірчистого ангідриду (R2=0,004), діоксиду азоту (R2=0,04), аміаку (R2=0,009) залежностей також не виявлено (концентрації не виходять за межі ГДКм.р і ГДКс.д), окрім оксиду карбону, для якого коефіцієнт детермінації R2=0,52 та пилу R2=0,26, (концентрації перевищують ГДКм.р і ГДКс.д).

Шостий розділ присвячено розробці пропозицій щодо міського плану дій з охорони довкілля та управлінських рішень, які можуть використовуватись місцевими органами влади (Рівненська міська рада).

В основу розробки пропозицій щодо міського плану дій «з охорони довкілля» було покладено скорочення викидів парникових газів (ПГ) від стаціонарних та пересувних джерел забруднення атмосферного повітря м. Рівне. Відповідно до пріоритетності впровадження заходів, пропонується така послідовність виконання заходів на підприємствах та системах теплозабезпечення міста: промислові підприємства, котельні, системи транспортування і споживання теплової енергії.

Висновки

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і новий підхід щодо оцінювання забруднення урбоекосистеми за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів. На підставі проведених досліджень встановлено:

1. Уперше для регіону обґрунтовано можливість використання для оцінювання стану навколишнього середовища рослинних тест-систем та показано можливість практичного застосування кульбаби лікарської (Taraxacum officinalis Webb.) в якості такої системи.

2. Уперше здіснено ландшафтно-екологічне районування м. Рівне. На підставі вивчення впливу забруднення від пересувних і стаціонарних джерел виділено три зони, які вирізняються за ступенем ураження індикаторних видів рослин.

3. На території міста виявлено 36 основних видів рослинності, які належать до 5-ти груп стійкості: 1 - високостійкі, 2 - стійкі, 3 - середньостійкі, 4 - чутливі, 5 - високочутливі щодо дії несприятливих екологічних факторів та визначені придатними для проведення досліджень ушкодженості рослин-біоіндикаторів.

4. Аналіз динаміки стаціонарних, пересувних, сумарних обсягів викидів забруднювачів свідчить про зростання рівня забруднення урбоекосистеми. Обсяг сумарних викидів у 1994 р. становив 16,6 тис.т, а у 2005 р. збільшився до 23,2 тис.т.

5. Встановлено пряму залежність (R2>0,7) забруднення повітря на досліджуваних тест-полігонах від масштабів викидів пересувних джерел забруднення. За концентрацією розсіювання СО виявлено зони найбільшого забруднення атмосферного повітря міста, де перевищення ГДК - 3-4 рази - тест-полігони VI, VII та найменшого, де перевищення ГДК - 1-2 рази - тест-полігони X, XI.

6. Встановлено пряму залежність (R2>0,7) між ступенем захворюваності населення міста та обсягами викидів пересувних, стаціонарних, сумарних джерел забруднення.

7. За результатами тесту «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» на території міста виділено 3 категорії екологічної безпеки території: безпечна, помірно небезпечна, небезпечна. Надзвичайно небезпечної категорії екологічної безпеки на території міста не виявлено. В цілому (2006, 2007 рр.) категорія екологічної безпеки міста - «помірно небезпечна» із середнім рівнем ушкодженості та конфліктним і загрозливим станом біоіндикаторів.

8. Спільне застосування тест-системи кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.) та тесту «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» дало змогу виявити на тест-полігонах II-VII небезпечну категорію екологічної безпеки території, критичний стан біоіндикаторів, вищий за середній рівень ушкодженості біоіндикаторів. На тест-полігонах I, VIII, IX, XII - помірно небезпечну категорію, конфліктний і загрозливий стан біоіндикаторів, середній рівень їх ушкодженості. На тест-полігонах X, XI - безпечну категорію екологічної безпеки території, еталонний і сприятливий стан біоіндикаторів, низький і нижче за середній рівень їх ушкодженості. В цілому (2006, 2007 рр.) категорія екологічної безпеки міста - «помірно небезпечна» з середнім рівнем ушкодженості та конфліктним і загрозливим станом біоіндикаторів.

9. Районування м. Рівне за умовами навколишнього природного середовища, сприятливого для життя людини порівняно із власними дослідженнями пилку рослин-біоіндикаторів свідчить про достатньо високе співпадіння отриманих результатів та співпадіння контурів площ критичного стану з небезпечним, незадовільного з помірно-небезпечним, доброго з безпечним.

10. Розроблені на підставі досліджень за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» та тест-системою кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.) і передані до Міської ради м.Рівне рекомендації щодо доцільності заміни існуючих у місті маршрутних таксі на багатомісні автобуси типу Євро-3; фінансування будівництва об'їзної траси сполучення Луцьк-Київ і реорганізації системи дорожнього руху в місті, а саме організації одностороннього руху транспорту по центральних вулицях міста для збільшення їх пропускної здатності.

Рекомендації для покращення екологічного стану міста рівне

Комісії Міської ради з питань екології рекомендовано розглянути доцільність заміни існуючих у місті маршрутних таксі на багатомісні автобуси типу Євро-3 та вирішити питання фінансування будівництва об'їзної траси сполучення Луцьк-Київ і організації одностороннього руху транспорту по центральних вулицях міста для збільшення їх пропускної здатності.

Збільшення площ озеленення міста здійснювати за рахунок біоіндикаторів першої та другої груп стійкості щодо несприятливої дії екологічних факторів, а саме: горіха грецького (Juglans regia L.), липи серцелистої (Tilia cordata Mill.), липи широколистої (Tilia platyphyllos Soop.), калини звичайної (Viburnum opulus L.), вільхи сірої (Alnusincana L.), бузку звичайного (Syringa vulgaris L.), берези повислої (Betula pendula Roth.), горобини домашньої (Sorbus domestica L.), тополі пірамідальної (Populus italica Du Poi.).

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Хомич Н.Р. Екологічний моніторинг урбасистеми міста Рівне за умовними показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів та його роль для здоров'я населення. / Вісник Луганського національного університету імені Т. Шевченка: біологічні науки . Випуск № 2 (січень). - Луганськ, 2009 р., С. 135-140.

2. Хомич Н.Р. Оцінювання урбоекосистеми міста Рівне за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів». / Фахове електронне видання Національного університету біоресурсів і природокористування, Випуск № 1 (13). - Київ, 2009. http:www.nd.nauu.kiev.ua.

3. Клименко М.О., Хомич Н.Р. Екологічна оцінка території міста Рівне за цитогенетичними фітопоказниками. / Вісник Запорізького національного університету: біологічні науки. Випуск № 2. - Запоріжжя, 2008. (Здобувачем здійснено збір експериментальних і літературних даних, їх аналіз, проведено лабораторні дослідження пилку рослин-біоіндикаторів та написано статтю).

4. Клименко М.О., Хомич Н.Р. Основні джерела забруднення атмосферного середовища території міста Рівне / Вісник НУВГП, збірник наукових праць. Випуск 1 (33). - Рівне, 2006., С. 22-27. (Здобувачем проведено аналіз основних забруднювачів атмосферного повітря міста Рівне та висновки).

5. Клименко М.О., Хомич Н.Р. Оцінка екологічного стану міста Рівне / Вісник НУВГП, збірник наукових праць. Випуск 1 (37). - Рівне, 2007 р., С. 24-31. (Здобувачем здійснено аналіз основних найпоширеніших забруднюючих речовин міста Рівне).

6. Клименко М.О., Хомич Н.Р. Аналіз впливу екологічних факторів на стан здоров'я населення міста Рівне / Вісник НУВГП, збірник наукових праць. Випуск 3 (39).- Рівне, 2007 р., С. 97-102. (Здобувачем здійснено аналіз статистичних даних хвороб та первинної захворюваності населення міста Рівне та висновки).

7. Клименко М.О., Хомич Н.Р. Вплив обсягів викидів пересувних джерел на здоров'я населення міста Рівне / Вісник НУВГП, збірник наукових праць. Випуск 4 (40). - Рівне, 2007 р., С. 95-103. (Здобувачем проведено кореляційний та регресійний аналізи залежностей обсягів викидів від поширеності хвороб населення міста Рівне).

8. Хомич Н.Р. Вплив обсягів викидів стаціонарних джерел на здоров'я населення міста Рівне / Вісник НУВГП, збірник наукових праць. Випуск 2 (42). - Рівне, 2008 р., С. 71-81.

9. Горова А.І., Клименко М.О., Хомич Н.Р. Діагностика стану території міста Рівне за цитогенетичними дослідженнями рослин-біоіндикаторів / Вісник НУВГП, збірник наукових праць. Випуск 3 (43). - Рівне, 2008 р., С. 11-17. (Здобувачем проведено лабораторні дослідження пилку рослин-біоіндикаторів та висновки).

10. Клименко М.О., Хомич Н.Р. Сучасний екологічний стан навколишнього природного середовища міста Рівне та природоохоронні заходи щодо його покращання. / Збірник матеріалів Міжнародної науково-практичної конференції «І-й Всеукраїнський з'їзд екологів», Вінниця, 2006 р., С. 14-18. (Здобувачем розроблено природоохоронні заходи щодо покращення екологічного стану території міста Рівне та висновки).

11. Клименко М.О., Хомич Н.Р., Семенюк В.П. Еколого-демографічний стан населення міста Рівне / Збірник тез IV Міжнародної конференції студентів, магістрів та аспірантів «Сучасні проблеми екології», Житомир, 2007 р., С. 13, 14. (Здобувачем проведено аналіз демографічної ситуації населення міста Рівне).

12. Клименко М.О., Хомич Н.Р. Оцінка стану рудероценозів за цитогенетичними показниками рослин-біоіндикаторів / Матеріали ІІ науково-практичної конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва», Київ, 2008 р., С. 74, 75. (Здобувачем проведено польові та лабораторні дослідження пилку рослин-біоіндикаторів та висновки).

Анотація

Хомич Н.Р. Оцінювання забруднення урбоекосистеми міста Рівне за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.16. - екологія. Інститут агроекології Української академії аграрних наук, Київ, 2009.

Дисертацію присвячено вирішенню актуального завдання - оцінюванню забруднення урбоекосистеми м. Рівне за показниками ушкодженості рослин-біоіндикаторів.

Здійснено ландшафтно-екологічну характеристику території м. Рівне. Обґрунтовано видовий склад рослинності досліджуваної території.

Проведено аналіз рівнів і динаміки забруднювачів міста пересувними і стаціонарними джерелами та їх впливу на стан здоров'я населення м. Рівне. За концентрацією розсіювання СО виявлено зони найбільшого забруднення атмосферного повітря міста.

Результати регресійного аналізу засвідчують, що переважна більшість поширення хвороб населення м. Рівне корелює з обсягами викидів від стаціонарних, пересувних джерел забруднення і описується математичними залежностями, які мають вид параболи другого порядку, степеневий та прямолінійний.

Проаналізовано загальну оцінку екологічного стану м. Рівне за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів». У цілому (2006, 2007 рр.) категорія екологічної безпеки міста помірно небезпечна з конфліктним і загрозливим станом біоіндикаторів та середнім рівнем їх ушкодженості.

Проаналізовано оцінку екологічного стану міста за тест-системою кульбаба лікарська (Taraxacum officinalis Webb.) та тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів». У цілому (2006, 2007 рр.) категорія екологічної безпеки міста за тестом «Стерильність пилку рослин-біоіндикаторів» помірно небезпечна з конфліктним і загрозливим станом біоіндикаторів та середнім рівнем їх ушкодженості

Ключові слова: біосистема, навколишнє середовище, рослина-біоіндикатор, стерильність пилку рослин, умовний показник ушкодженості (УПУ), інтегральний умовний показник ушкодженості (ІУПУ).

Аннотация

Хомич Н.Р. Оценка загрязнения урбоэкосистемы города Ровно по показателям поврежденности растений-биоиндикаторов. - Рукопись.

Диссертация на соискание степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.16. - экология. Институт агроэкологии Украинской академии аграрных наук, Киев, 2009.

Диссертация посвящена решению актуальной задачи - оценке загрязнения урбоэкосистемы города по показателям поврежденности растений-биоиндикаторов.

Осуществлена ландшафтно-экологическая характеристика территории г. Ровно. Обоснованно видовой состав растительности исследуемой территории.

Проведен анализ уровней и динамики загрязнителей города передвижными и стационарными источниками и их влияние на состояние здоровья населения г. Ровно. По концентрации рассеивания СО обнаружены зоны наибольшего загрязнения атмосферного воздуха города.

Результаты регрессионного анализа свидетельствуют, что подавляющее большинство распространения болезней населения г. Ровно коррелирует с объемами выбросов от стационарных, передвижных источников загрязнения и описывается математическими зависимостями, имеющими вид параболы второго порядка, степенной и прямолинейный.

Проанализирована общая оценка экологического состояния города по тесту «Стерильность пыльцы растений-биоиндикаторов». На основании проведенных исследований пыльцы растений-биоиндикаторов (2006, 2007 гг.) установлено: на тест-полигонах X, XI эталонное и благоприятное состояние биоиндикаторов с низким и ниже среднего уровнем поврежденности, категория экологической безопасности территории - безопасная; на тест-полигонах I, VIII, IX, XII конфликтное и угрожающее состояние биоиндикаторов со средним уровнем поврежденности, категория экологической безопасности территории - умеренно опасная; на тест-полигонах II-VII критическое состояние биоиндикаторов выше среднего уровня их поврежденности, категория экологической безопасности территории - опасная. В целом (2006, 2007 гг.) категория экологической безопасности г. Ровно по тесту «Стерильность пыльцы растений-биоиндикаторов» умеренно опасная со средним уровнем поврежденности биоиндикаторов и угрожающим их состоянием.

Проанализирована оценка экологического состояния города по тест-системе одуванчик лечебный (Taraxacum officinalis Webb.) и тестом «Стерильность пыльцы растений-биоиндикаторов». В целом (2006, 2007 гг.) категория экологической безопасности города по тест системе одуванчик лечебный (Taraxacum officinalis Webb.) и тестом «Стерильность пыльцы растений-биоиндикаторов» умеренно опасная со средним уровнем поврежденности биоиндикаторов и угрожающим их состоянием.

Ключевые слова: биосистема, окружающая среда, растение-биоиндикатор, стерильность пыльци растений, условный показатель поврежденности (УПП), интегральный условный показатель поврежденности (ИУПП).

Summary

Khomych N.R. Assessment of the town urboekosystem of Rivne pollution by damage indexes of plant bioindicators. - Manuscript.

Dissertation for candidates degree. (Biology). Speciality 03.00.16 - Ecology. Agroekology Institute of Ukrainian academy of sciences, Kyiv, 2009.

The dissertation is devoted to solution of a topical problem - assessment of the town urboekosystem pollution by damage indexes of plant bioindicators.

The Landscape ecological description of Rivne area has been carried out. The analysis of the levels and dynamics of the town pollutants from moving and stationary sources and their impact on the state of health of Rivne inhabitants has been carried out. The areas of the greatest air pollution have been detected according to the concentration of CO dispersion.

The results of the regressive analysis attest to the correlation between majority of the diseases spread in Rivne and the amount of emissions from stationary, and moving sources of pollution.

There has been given the results are described by algebraic relation in the form of parabola of the 2nd order, power, linear general assessment of the ecological state of Rivne by the test «Sterility of plant bioindicators pollen». On the whole (in the years 2006, 2007) the category of the town's ecological safety by the level of air pollution is «medium dangerous» with the medium level of bioindicators damage and with conflict and dangerous state of bioindicators.

The ecological state of the town has been assessed according to the test system Medical Dandelion (Taraxacum officinalis Webb) and the test «Sterility of plant bioindicators pollen».

On the whole (in the years 2006, 2007), the category of the town's ecological safety by the level of air pollution is «medium dangerous» with the medium level of bioindicators damage and with conflict and dangerous state of bioindicators.

Key words: biosystem, environment, plant-bioindicator, sterility of plant pollen, conventional damage index (СDI), integral conventional damage index (ІСDI).

Размещено на Allbest.ru

...