Экологическая оценка влияния атмосферных выбросов на кислотность корки березы повислой (Betula pendula Roth. )

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

УДК 504.3.054:504.73

М.А. Клевцова

канд. геогр. наук, доцент,

кафедра геоэкологии и мониторинга окружающей среды, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

А.И. Якунин

студент,

кафедра геоэкологии и мониторинга окружающей среды, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ НА КИСЛОТНОСТЬ КОРКИ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ

Аннотация. В статье приведены результаты оценки состояния атмосферного воздуха в городских условиях по показателю кислотности корки древесных растений. В качестве биоиндикатора выступает береза повисая (Betula pendula Roth.). Отбор образцов приводился в период с июня по август 2014 г. на территории города Воронежа.

Ключевые слова: загрязнение воздушной среды, биоиндикация, кислотность корки древесных растений, Betula pendula Roth.

M.A. Klevtsova, Voronezh State University

A.I. Yakunin, Voronezh State University

THE ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF ATMOSPHERIC EMISSIONS ON THE ACIDITY OF THE BARK

OF BETULA PENDULA ROTH

Abstract. The article presents the results of the assessment of atmospheric air in urban areas in terms of acidity bark of woody plants. As a biological indicator acts Betula pendula Roth. Sampling was set in the period from June to August 2014 in the city of Voronezh sity.

Keywords: air pollution, bioindication, acidity of the bark of woody plants, Betula pendula Roth.

Древесные растения широко используются в озеленении городов и являются наиболее чувствительными к изменению различных факторов среды и загрязнению воздуха. Они поглощают и нейтрализуют часть атмосферных поллютантов, задерживают пылевые частицы, сохраняя прилегающие территории от пагубного воздействия экотоксикантов [3].

Зеленые насаждения - неотъемлемая часть градостроительной структуры города Воронежа и важнейшая часть экологического каркаса.

Озелененные территории входят в систему жизнеобеспечения города как важнейший сре-дообразующий и средозащитный фактор, обеспечивающий комфортность и качество среды обитания человека, а также как обязательный и важный элемент городского ландшафта. Растительность в городе является также значимым социальным стабилизирующим фактором и, снижая напряженность и конфликтность городской среды, способствует устойчивому развитию города.

Исследование древесных растений и закономерностей их изменений под действием факторов городской среды представляет собой важную проблему, стоящую перед специалистами в области экологии и смежных наук. Это обусловлено, с одной стороны, масштабным воздействием различного рода токсических элементов на экосистемы, с другой - широким использованием растений разных жизненных форм для озеленения городов и создания промыш-ленно-парковых зон. Важной особенностью древесных растений является функция, способная сформировать так называемый адаптационный потенциал растений, составляющий основу их выживания и успешного развития, несмотря на влияние негативных факторов внешней среды.

Целью данной работы является изучение кислотности корки березы повислой (Betula pendula Roth.), произрастающей в разных экологических условиях. В качестве объекта исследо-

вания был выбран вид-индикатор, который является чувствительным к воздействию комплекса внешних факторов среды.

Первоначально было проведено рекогносцировочное обследование 70 точек на территории г. Воронежа. Среди них выбрано 24, где были заложены пробные площадки. Следует отметить, что в каждой точке произрастает более 15 экземпляров березы повислой. Фоновый участок расположен в окрестностях п.г.т. Рамонь.

Отбор коры проводится по всей окружности на высоте 140-150 см толщиной до 5 мм. После транспортировки образцов в эколого-аналитической лаборатории Воронежского государственного университета корка высушивается до абсолютно сухого состояния в сушильном шкафу. Затем растительный материал тщательно измельчается с помощью лабораторной мельницы, проводится просеивание с использованием сит диаметром 1-0,5-0,25 мм. Готовится навеска 2 г и заливается дистиллированной водой в соотношении 1:10, кислотность определяется потенциометрически с помощью рН-метра сразу и после двухчасовой выдержки [2]. Образцы хранятся при t=240С. Повторность проб двукратная.

На исследуемой территории города Воронежа с середины июля 2014 года осуществлялся отбор коры березы повислой в зонах отличных по уровню антропогенного загрязнения. Всего был проведен анализ в 11 точках (№№ 4, 8, 19, 20, 25, 33, 36, 51, 52, 60, 70). Из них в промышленной зоне расположена одна точка, в транспортной - одна, в жилой - четыре, в рекреационной - четыре, фон.

В результате определения кислотности коры получены следующие данные: рН водной вытяжки коры березы повислой в норме имеет кислую реакцию. Отмечается колебание кислотности в пределах от 5,33 до 5,65. Значение рН после 2 часовой выдержки колеблется в пределах от 4,24 до 5,55. Для 64% образцов зафиксировано увеличение рН. Это связано с вымыванием протоногенных компонентов талыми водами и дождевыми потоками. Также это связано со свойствами органического субстрата: живые ткани растений в силу своих защитных приспособлений оказывают выщелачиванию определенное сопротивление, а вымывание соединений из мертвой корки деревьев происходит пассивно и поэтому находятся в прямой зависимости от их содержания в коре [4].

Рисунок 1 - Изменение кислотности коры березы повислой

Условно фоновая точка № 70 (санаторий им. Горького) имеет сходное значение рН, что и по городу в целом. В точке, расположенной в окрестностях п.г.т. Рамонь, кислотность коры составляет 4,51.

Отметим, что по данным разных авторов [1; 5] в природных условиях кора березы имеет кислую реакцию среды (рН 3,7-4,2). Следовательно, в г. Воронеже рН коры березы увеличивается, значительно превышая показатели рН коры деревьев, не испытывающих антропогенного влияния. На основании полученных данных была построена диаграмма (рис. 1).

Наши исследования и результаты исследований ряда ученых подтверждают, что древесная кора является чутким индикатором чистоты атмосферного воздуха. Так, если в живые растения загрязняющие вещества поступают и из атмосферы, и из загрязненной почвы, то древесная кора как губка поглощает загрязнители исключительно из атмосферного воздуха. В пользу применения коры деревьев для индикационных исследований говорит и тот факт, что ее можно использовать в любое время.

На основании данных, полученных в ходе определения рН коры, можно сделать вывод о том, что в городской среде происходит изменение кислотности коры березы повислой в сторону подщелачивания (увеличение рН до 5,65). Данное явление можно объяснить наличием на исследуемой территории города Воронежа источников газообразных выбросов, способствующих подщелачиванию атмосферных осадков и образованию грубодисперсных фракций аэрозолей (ТЭЦ-1, 2, котельные, завод строительных материалов).

Вышеназванные изменения у растительных организмов под действием экологических факторов внешней среды могут использоваться в качестве диагностических признаков состояния урбоэкосистем. При этом следует отметить, что антропогенные стрессоры приводят к ослаблению, преждевременному старению, снижению продуктивности и гибели древесных растений. Поэтому необходимо своевременно проводить мероприятия по оптимизации среды обитания и снижению техногенного влияния на биоту.

Список литературы:

1. Ермакова О.Д. Изменение кислотности дождевых вод древесной растительностью кедрово-пихтового леса / О.Д. Ермакова // Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Заповедники СССР их настоящее и будущее» (Новгород, 1990). - Новгород, 1990. - Ч. 2. - С. 53-54.

2. Иржигитова Д.М. Некоторые химические особенности коры деревьев как субстрата для развития лишайников (на примере Красносамарского лесного массива) / Д.М. Иржигитова, Е.С. Корчиков // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. - Самара, 2011. - № 5. - С. 144-152.

3. Кулагин А.А. Древесные растения и биологическая консервация промышленных загрязнителей / А.А. Кулагин, Ю.А. Шагиева; отв. ред. Г.С. Розенберг. - Москва: Наука, 2005. -190 с.

4. Мина В.Н. Выщелачивание некоторых веществ атмосферными осадками из древесных растений и его значение в биологическом круговороте / В.Н. Мина // Почвоведение. 1965. -№ 6. - С. 7-17.

5. Нильсон Э.М. Эпифитные лишайники в условиях кислотного и щелочного загрязнения / Э.М. Нильсон, Дж. Н. Мартин // Взаимодействие лесных экосистем и атмосферных загрязнителей. - Таллинн, 1982. - С. 99-100. - Ч. 2.