Оценка качества воздушной среды на территории национального парка

 

Среди экологических проблем проблема загрязнения атмосферного воздуха является одной из самых важных. Основным источником загрязнения воздуха населенных мест вне городов, являются выбросы автотранспорта. Автомобиль является источником поступления в атмосферу паров бензина, оксида углерода, оксида азота, двуокиси серы, взвесей. Особенно актуальна проблема загрязнения атмосферы для территорий, входящих в состав ООПТ, в частности, национальных парков.

С одной стороны, поступление загрязняющих веществ в воздух сказывается на представителях флоры и фауны на охраняемых территориях. С другой стороны, на территориях национальных парков все активнее развивается экологический туризм. Люди приезжают в национальные парки для отдыха и оздоровления и ожидают найти здесь чистые воду и воздух. При этом перемещаются они к местам отдыха на автомобилях, что может заметно увеличивать выброс вредных веществ в летнее время.

Оценка качества воздуха может проводиться традиционными физико-химическими методами. Но при невысоких концентрациях загрязнителей в воздухе кажется, результаты, полученные такими методами, при не высоких концентрациях загрязнителей может вызвать у местного населения и администрации населенных мест ложную успокоенность. И здесь могут помочь методы биологического мониторинга. Биоиндикация — это комплексная оценка интенсивности и последствий длительного загрязнения окружающей среды или др. воздействия на нее по наличию индикаторных организмов, таксономическому составу биоценозов, по нарушениям в функционировании сообщества либо по др. отклонениям в нормальном развитии организмов. Соответственно, живые организмы, по наличию, состоянию и поведению которых можно судить об изменении в окружающей среде, называются биоиндикаторами. Часто в качестве биоиндикаторов используются растения. Наименее устойчивыми к газовому и пылевому загрязнениям атмосферы, традиционно, считаются сосна и ель. Фитоиндикация является основным компонентом биологического мониторинга, проводимого в целях разработки мероприятий по рациональному природопользованию и охране природы.

Методы биоиндикации и биотестирования имеют ряд существенных преимуществ перед прочими методами:

1. Измерение физических и химических параметров загрязнения природной среды более сложны по сравнению с методами биологического мониторинга.
2. В окружающей среде нередко есть несколько токсичных компонентов.
3. Биологические индикаторы чувствительны часто даже к незначительным загрязнениям.

Из-за газообмена растений, который значительно превышает газообмен человека. От загрязнения атмосферы больше страдают растения. Поэтому растения более подходят для выявления изменений в составе воздуха. Традиционно для решения этих задач используют анализ состояния хвойных растений. Информативными по техногенному загрязнению являются морфологические и анатомические изменения и продолжительность жизни хвои сосны и ели. В незагрязненных лесах основная масса хвои сосны здорова, не имеет повреждений и только малая часть хвоинок имеет светло-зеленые пятна и некротические точки микроскопических размеров, равномерно рассеянные по всей поверхности. В основном рассматривается несколько групп по степени повреждения и эти данные сопоставляются с данными, полученными иными методами. Таким образом совмещая физико-химические методы с методами фитоиндикации можно получить более объективную оценку качества воздушной среды, чем каждой группой методов в отдельности.

Наши исследования проводились в июле 2017г. На территории национального парка «Валдайский». Пробы отбирались ежедневно на двух площадках. Площадка № 1 находилась в заповедной части национального парка с минимальной степенью антропогенного загрязнения. Площадка № 2 находилась в районе села Никольское вблизи автотрассы и съездов к турбазам и туристическим стоянкам на берегу оз. Вельё. На каждом из двух участках были выбраны по 10 молодых деревьев, произрастающих на открытой местности. С каждого дерева отбирались по 100 хвоинок. С каждого дерева отбирались по 100 хвоинок. Хвоя отбиралась с нескольких боковых побегов в средней части кроны деревьев в 15–20 летнем возрасте, брались хвоинки второго и третьего года жизни.

Для оценки повреждения хвои используется традиционная методика М. Андреева. Анализ хвои проводится по площади повреждения: хлорозы, некрозы по внешнему виду точки, пятна их количеству и интенсивности.

Учитывались следующие степени повреждения:

1. Повреждения хвои;
2. Усыхание хвои;

Классы повреждения хвои:

1 — Хвоя без пятен;

2 — Небольшое число мелких пятен;

3 — Большое число желтых и черных пятен.

Классы усыхания хвои:

1 — Отсутствие сухих участков;

2 — Сухой кончик на 2–5 мм;

3 — Усохла треть хвоинки;

4 — Усохло более половины длины;

5 — Хвоя желтая и суха

Определив класс повреждения и продолжительность жизни хвои, можно оценить класс загрязненности воздуха:

I-                   идеально чистый воздух,

II-                чистый,

III-             относительно чистый («норма»),

IV-             заметно загрязненный («тревога»),

V-                грязный («опасно»),

VI-             очень грязный («вредно»).

Такой анализ хвои дает возможность оценить жизненное благополучие растений-индикаторов и судить о степени загрязнения атмосферы на исследуемом участке.

В дополнение к данным, полученным методом биоиндикации, были проведены физико-химические исследования при помощи индикаторных трубок GASTEC, которые широко используются для количественного экспресс-анализа загрязненности воздуха по ГОСТ 12.1.014–84. ГОСТ Р 51712–2001 и насоса-пробоотборника GV-100S. Для анализа данных использовались среднесуточные предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в воздухе населенных мест, приведенные в РД 52.04.186–89.

Результаты исследований атмосферного воздуха приведены в таблицах 1–4.

Как видно из таблицы 1, концентрации загрязнителей в воздухе не велики на обеих площадках, однако, на площадке вблизи дороги показатели чуть выше. В таблицах 2, 3 и 4 приведены результаты повреждения хвои.

 

Таблица 1

Концентрация загрязняющих веществ в воздухе на участках № 1 и № 2 Никольского лесничества на территории национального парка «Валдайский»

№ п/п	Вещество	Концентрация, полученная при измерении (доли ПДК) на площадке 1	Концентрация, полученная при измерении (доли ПДК) на площадке 2
	Азота диоксид	Менее 0,1	0,3
	Азота оксид	Менее 0,1	0,2
	Бензин (в пересчете на углерод)	Менее 0,1	0,2
	Серы диоксид	Менее 0,1	0,1
	Оксид углерода	Менее 0,1	0,1
	Взвешенные вещества	Менее 0,1	0,2

 

Таблица 2

Распределение хвоинок по классам поражения в % от общего числа подверженной данному типу поражения хвои

Классы повреждения хвои:	Ель уч.№ 1	Ель уч.№ 2	Сосна уч.№ 1	Сосна уч.№
Классы повреждения хвои по пятнам
Небольшое число мелких пятен;	100	91	99	87
Большое число желтых и черных пятен.	0	9	1	13
Классы усыхания хвои
Сухой кончик на 2–5 мм;	96	91	93	85
Усохла треть хвоинки;	4	6	6	11
Усохло более половины длины;	0	2	1	3
Хвоя желтая и суха	0	1	0	1

 

Анализируя приведенные данные, можно констатировать, что большая часть поврежденной хвои и сосны и ели относятся к 2 классу повреждения, что указывает на незначительную степень загрязнения на исследуемой территории. Хвоинки сосны на участке рядом с автострадой повреждены сильнее, чем хвоинки ели.

 

Таблица 3

Состояние хвои ели в расчете на 1000 хвоинок в %

Повреждения	Ель
	на площадке 1в %	на площадке 2 в %
Неповреждённые	90	86
С пятнами	3	5
С усыханием	7	9
Оценка качества воздуха	1	2

 

Таблица 4

Состояние хвои сосны обыкновенной в расчете на 1000 хвоинок в %

Повреждения	Сосна
	на площадке 1 в %	на площадке 2 в %
Неповреждённые	96	71
С пятнами	0	12
С усыханием	4	15
Оценка качества воздуха	1	2

 

Данные индикационных исследований показали, и ель и сосна достаточно чувствительны к загрязнениям, однако сосна оказалась несколько более чувствительной. По результатам фитоиндикации по степени загрязненности площадка № 1 может быть отнесена к классу I, а площадка № 2 к классу загрязненности II. На обоих участках качество воздуха является удовлетворительным, хотя на участке 2 отмечается антропогенное воздействие со стороны транспортной магистрали и проходящего по ней автотранспорта. Увеличение количества автотранспорта, проходящего по территории ООПТ может привести к заметному ухудшению качества воздушной среды. Данные индикационных исследований показали, и ель и сосна достаточно чувствительны к загрязнениям, однако сосна оказалась несколько более чувствительной. Сосна является доминирующим видом в исследуемых фитоценозах. Если загрязнение будет продолжаться на том же уровне или увеличиваться, то со временем численность популяции сосны может сократится, а структура фитоценоза измениться. Эти процессы крайне не желательны на ООПТ, особенно если они носят статус биосферных резерватов.

 

Литература:

 

1.      Алексеев С. В., Груздева Н. В., Муравьев А. Г., Гущина Э. В.
2.      Практикум по экологии: Учебное пособие / Под ред. С. В. Алексеева. — М.: АО МДС, 1996. — 192 с.
3.      Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / Под редакцией Р.Шуберта. Пер.с нем. — М.: Мир, 1988. — 102 с.
4.      Буйволов Ю. А., Боголюбов А. С. «Методика оценки жизненного состояния леса по сосне», М., «Экосистема», 1998 г.
5.      Экологический мониторинг. Учебное пособие под редакцией Т. Я. Ашихминой. М.: Академический Проспект, 2005, — 416 с.