(495)589-05-63 (495)995-29-82

Мониторинг воздуха

 Исследовательская работа

«Анализ состояния атмосферного воздуха в городе методом лихеноиндикации»

автор: Бобкова Арина

10 В класс ГОБУ "Физтех-лицей" им. П.Л.Капицы

Лобня, Долгопрудный 2016-2017

Публикуется с согласия автора работы Бобковой А.А.

 

 

Введение.

Лишайники и их биологическое и экологическое значение

Лишайники - группа  симбиотических организмов, состоящих из двух компонентов - автотрофных водорослей и гетеротрофных грибов. Гриб питается углеводами водоросли, а водоросли получают от грибов минеральные вещества. Значение лишайников велико. Они разлагают органические вещества почвы, одними из первых заселяя скалы, разрушают их поверхностный слой, и отмирая, образуют гумус, на котором расселяются другие растения. Лишайники являются индикаторами чистоты воздуха, так как не выносят даже малейших примесей сернистых газов. («Биология. Том 2.» Учебное издание под редакцией Н.В. Чебышева)

По внешнему виду различают лишайники:

1) Накипные, или корковые. Тело таких лишайников представляет собой корочку («накипь»), его нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Накипные лишайники могут жить на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах.

2) Листоватые. Листоватые лишайники имеют вид пластин разной формы и размера, они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при помощи выростов нижнего коркового слоя.

3) Кустистые. У наиболее сложных с точки зрения морфологии кустистых лишайников таллом образует множество округлых или плоских веточек. Такие лишайники могут расти как на земле, так и свисать с деревьев, древесных остатков, скал.

 

Гипотеза исследования:

Велика устойчивость лишайников к низким и высоким температурам. На интенсивность фотосинтеза у них влияет загрязнение атмосферы, в частности содержание в ней двуокиси серы. Сложное воздействие оказывают на фотосинтез лишайников тяжёлые металлы. Они являются индикаторами загрязнённости воздуха, так как имеют широкое распространение, быстро и резко реагируют на загрязнение и легко поддаются подсчету. В нашем городе нет крупных предприятий, выбрасывающих в атмосферу большое количество двуокиси серы и других опасных веществ, поэтому мы предположили, что частота встречаемости лишайников на стволах деревьев разных районов примерно одинакова.

 

  

Актуальность проекта

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центральное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (ФГБУ «Центральное УГМС») является учреждением специально уполномоченным Росгидрометом на осуществление функций в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды в Москве, на территории Московской, Владимирской, Ивановской, Калужской, Костромской, Рязанской, Смоленской, Тверской, Тульской и Ярославской областей.

На территории Московской области долгосрочные наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха осуществляются на 19 постах в 9 городах Московской области (в Подольске и Клину – по 3, Воскресенске, Коломне, Мытищах, Щелково, Серпухове и Электростали – по 2, в Дзержинском – 1) и 1 – в Приокско-Террасном заповеднике

К сожалению, в Лобне нет постов контроля загрязнений атмосферного воздуха, поэтому данный проект является первой ступенью в изучении данной темы и требует дальнейших исследований.

                       

Сеть наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, поверхностных вод и радиационной обстановки ФГБУ «Центральное УГМС» на территории московского региона

Источник:  

Бюллетень загрязнения окружающей среды Московского региона, 2015 год

Цель и задачи исследования:

Цель исследования –анализ состояния атмосферного воздуха в городе методомлихеноиндикации.

 

Задачи:

1) Установить видовой состав лишайников и их распространенность в городе и его окрестностях.

2) Оценить состояние воздушной среды в локальных точках исследований на основе лихеноиндикационных данных по указанной далее методологии.

3) Составить карту загрязнённости воздуха районов города.

Методология

Лихенологи разделяют все виды лишайников на четыре основные экологические группы - в зависимости от типа предпочитаемого ими субстрата.

Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники (или эпифиты), т.е. лишайники, растущие на коре деревьев. Поэтому в исследовании были проведены измерения именно их.

Установлено, что при повышении степени загрязнения воздуха первыми исчезают кустистые, затем листоватые и последними - накипные (корковые) формы лишайников. Состав флоры лишайников в различных частях городов (в центре, в индустриальных районах, в парках, в периферийных частях) оказался настолько различным, что исследователи стали использовать лишайники в качестве индикаторов загрязнения воздуха.

Оборудование и материалы: прозрачные палетки для измерения проективного покрытия лишайниками стволов деревьев (рамка, разделенная на квадраты размером 1 х 1 см, общий размер 10 х 10 см), измерительные ленты с миллиметровыми делениями, определитель лишайников, полевой дневник, фотоаппарат.

В силу ограниченности количества зеленых насаждений в Лобне были выбраны следующие участки

  1. Депо
  2. Нестериха
  3. Москвич
  4. Парк у школы №5
  5. Парк у р. Лобненки
  6. Городской парк со стороны ул. Промышленная
  7. Городской парк со стороны ул. Ленина

Процедура измерений проста - палетку накладывают на ствол дерева. При работе с палеткой на каждом стволе измерения производят четыре раза - с четырех сторон света. Подсчет лишайников на каждом участке ствола производят следующим образом. Сначала считают число квадратов, в которых лишайники занимают на глаз больше половины площади квадрата (а), условно приписывая им покрытие, равное 100 %. Затем подсчитывают число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (b), условно приписывая им покрытие, равное 50 %. Данные записывают в рабочую таблицу. Все измерения производят на постоянной высоте – примерно 150 см от земли.

Общее проективное покрытие в процентах (R) вычисляют по формуле: R= (100 a + 50 b) / С, где С - общее число квадратов палетки.

Индекс чистоты атмосферы, IAQ (Index of Atmosphere Quality, IAQ):

 

где Qi - экологический индекс определенного i-того вида, Сi – показатель обилия i-того вида, а n - количество видов.

Вначале IAQ рассчитывается для каждого модельного дерева в отдельности, затем находится среднее значение для всей площадки в целом.

Экологический индекс Q характеризует количество видов, сопутствующих данному виду на всей пробной площадке, плюс сам описываемый вид. Фактически – это общее число видов, обнаруженных на данной площадке. Оценка проективного покрытия вида дается по такой же 10-балльной шкале. Таким образом, чем больше проективное покрытие лишайников, и чем больше видов обитает на данном участке местности, тем выше показатель IAQ и, соответственно, тем чище воздух местообитания. Значения IAQ могут располагаться в диапазоне от 0 до бесконечности (теоретически). Такой расчет, повторим, производится вначале для каждого модельного дерева на площадке. Затем находится среднее значение IAQ для всей площадки в целом (значения IAQ для каждого дерева складываются и полученная сумма делится на число модельных деревьев).

Для оценки загрязнения атмосферы выбирают вид дерева, который наиболее распространён на исследуемой территории, например, березу.

 

(Комплексные исследования экосистем.  Боголюбов А.С., Броуди М., Кравченко М.В., Баслеров С.В. М.: Экосистема, 1999:
Оценка загрязнения воздуха методом лихенооиндикации. http://www.ecosystema.ru/01welcome/abogol.htm) 

 

 

 

Заключение:

  • Больше всего лишайников встречается в районе Москвич.
  • Наименьшее количество лишайников наблюдалось в Депо.
  • Наиболее загрязнённым является район Депо, требуются дополнительные исследования и принятие мер.
  • Самый экологически чистый – Москвич
  • Наибольшее разнообразие видов лишайников наблюдается в Центральном районе
  • Для выяснения причин подобного распределения значений IAQ необходимо провести комплексные экологические исследования с использованием различных методов, по возможности - на протяжении длительного периода.
  • Лучший показатель в Лобне примерно в 3 раза отличается от контрольного.

 

 Продолжение следует....

 

Список использованной литературы и интерент-ресурсов:

 

  1. Биология: Пособие для поступающих в вузы: В 2т. Т .2. –М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012.-448 с.
  2. Экологические олимпиады школьников в Москве: Метод. пособие / Под общ. ред. Ягодина Г.А., Аргуновой М.В. – М.: ГАОУ ВПО МИОО, 2012. – 160 с.
  3. Листоватые и кустистые городские лишайники: атлас-определитель: учебное пособие для студентов биологических специальностей вузов [и др.] / А. Г. Цуриков, О. М. Храмченкова; М-во образования РБ, Гомельский гос. ун-т. им. Ф. Скорины – Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2009. – 123с.
  4. Комплексные исследования экосистем [электронный ресурс] М.: Экосистема, 1999:
    Оценка загрязнения воздуха методом лихенооиндикации. http://www.ecosystema.ru/01welcome/abogol.htm
  5. Бюллетень загрязнения окружающей среды Московского региона, 2015 год [электронный ресурс] М.: РОСГИДРОМЕТ Федеральное государственное бюджетное учреждение «Центральное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (ФГБУ «Центральное УГМС»), 2016. – 57с.

http://ecomos.ru/publikacii/Bjulleten_ZOS_Moskovskogo_regiona_2015_god.pdf

 

Публикуется с согласия автора работы Бобковой А.А.