Введение
Атмосферный воздух содержит множество жизненно необходимых компонентов, таких, как азот, кислород, углекислый газ. Под атмосферным загрязнением обычно понимают присутствие в воздухе различных газообразных и твердых соединений, которые оказывают неблагоприятное воздействие на живые организмы, растительность, ухудшают их жизненные условия или наносят материальный ущерб.
Актуальность нашей работы заключается в том, что возрастающее загрязнение атмосферы промышленными и транспортными выбросами все больше заставляет искать пути уменьшения их пагубного влияния. На основе оценки загрязненности атмосферы можно осуществлять контроль за состоянием воздушного бассейна, планировать природоохранную деятельность по отношению к близлежащим территориям.
Хвоя сосны является экспресс-индикатором для мониторинга состояния загрязнения атмосферного воздуха. Данная методика относительно проста и не требует значительных затрат.
Объектом данного исследования является качество воздуха города Кыштым.
Предметом работы являются различия в степени загрязнения атмосферного воздуха в различных частях города.
Целью работы является определение экологического состояния атмосферного воздуха города Кыштым, используя в качестве биоиндикатора сосну обыкновенную.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
составить эколого-географическую характеристику Кыштыма и выявить источники и виды загрязнений атмосферы города Кыштым;
оценить степень загрязнения атмосферы г. Кыштым на основе анализа состояния хвои сосны обыкновенной;
выявить районы города наиболее пригодные для хозяйства и жизни людей.
Научная новизна результатов исследования заключается в получении новых данных, о внутригородских различиях загрязнения атмосферного воздуха. А практическая значимость работы состоит в возможности их использования в качестве дополнительного материала на классных часах и во внеурочной деятельности.
В работе были использованы следующие методы: анализ литературных источников; описание; составление и анализ таблиц; картографический метод.
Гипотеза работы: используя метод биоиндикации по хвое сосны обыкновенной, можно оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха различных территорий.
Глава 1. Общая характеристика района исследования
1.1 Физико-географическая характеристика района исследования
Город Кыштым расположен в горно-лесной зоне Челябинской области. Его географические координаты: 56°с.ш. и 31° в.д. Вместе с небольшими рабочими поселками, город занимает площадь более 981 км2.
На западной стороне Кыштыма, в 4–5 км от города с севера на юг громоздятся цепи многочисленных гор. Гора Егоза располагается на западе от Кыштыма на расстоянии около шести километров. Соседствует на юге с горой Сугомак. Эти две горы являют собой «визитную» карточку города и являются одной из достопримечательностей.
С восточной стороны от города начинается обширная Западно-Сибирская низменность, холмистая равнина с ее лесостепными смешанными лесами и озерами (Рис. 1) [8].
Климат территории Кыштымского городского округа резко-континентальный, с коротким летом и продолжительной зимой. На формирование климата этого района влияет Уральский хребет, осадков в Кыштыме выпадает почти на четверть меньше, чем в западных предгорьях. Среднее количество осадков составляет 523 мм. Максимум наблюдается в июле – 106 мм, минимум в феврале – 14 мм.
Зимой под влиянием Сибирского антициклона массы холодного воздуха, поступающие с территории Западной Сибири и Казахстана, приносят морозную и сухую погоду. Осенью и в первую половину зимы отмечается активность атлантических циклонов приносящих влажную, неустойчивую погоду.
Преобладают ветры западного и юго-западного направления. Такое направление ветров определяет вынос вредных веществ с территории Кыштымского городского округа с запада на восток и юго-запада на северо-восток (Рис. 2).
Среднемесячная и среднегодовая скорость ветра располагаются в диапазоне 3,2 – 4,3 м/с. Подобные показатели характеризуют слабый ветер, который не способствует быстрому очищению атмосферы от загрязняющих ее веществ. Летом, в связи с антициклональным режимом погоды, который характеризуется еще более слабыми ветрами, происходит незначительное очищение атмосферы (Таблица 1).
Средняя температура воздуха +1°, самый холодный месяц – январь, средняя за многолетний период температура января -15,4°С. Самый теплый месяц – июль, средняя многолетняя температура +23,3°С. Абсолютный минимум составляет -46°С, максимум +36°С.
Снежный покров образуется в конце октября – начале ноября. Сходит в апреле – начале мая. Высота составляет 37 – 76 мм. Глубина промерзания почвы: 0,86 – 1,4 м. Зима длится 172 дня, весна – 72, лето – 49 дней и осень – 72 дня [4].
Особенностью территории является обилие рек, озер и болот. Все озера ближайшей округи связаны между собой канавами и протоками. Помимо рек и озер в пределах территории Кыштыма разбросано большое число болот – Акакульское, Терегустинское и т.п.[8]. В некоторых болотах хранятся огромные запасы торфа. Природа щедро одарила Кыштым разнообразной растительностью, лесистость территории округа составляет около 70 %. На территории преобладают хвойные леса, около 30 % составляют сосновые боры, которые на предгорье сменяются зоной смешанных лесов: преобладают березовые леса — 60 %,а так же осина, лиственница, ива [4].
Коренными обитателями лесов являются лоси, сибирские косули, зайцы-беляки, белки, лесные и полевые мыши. В пригороде обитают куницы, горностаи, хорьки, ласки, лисы [8].
1.2 Основные предприятия г. Кыштым
Основа металлургии города Кыштым представлена следующими предприятиями: ЗАО «Кыштымский медеэлектролитный завод» и АО «Кыштымское машобъединение». Данные предприятия являются градообразующими. Помимо них, к списку градообразующих относится ОАО «Кыштымский радиозавод».
ЗАО «Кыштымский медеэлектролитный завод». ЗАО КМЭЗ старейшее металлургическое предприятие Урала. Основанный Никитой Демидовым в 1757 году завод многие годы выпускал железо всемирно известной марки «Два соболя».
В начале XX века завод был перепрофилирован и в 1908 году первым в России приступил к рафинированию меди. На заводе получены первые в России сплав Доре, селен и теллур, первая медная электролитическая фольга, внедрена первая безосновная технология электролитического рафинирования меди и многое другое.
За последние годы обновлены практически все основные производственные мощности, созданы новые производства. В сжатые сроки завод прошел международную сертификацию и был признан одним из десяти лучших медерафинировочных предприятий мира. Основными видами деятельности ЗАО «Кыштымский медеэлектролитный завод» сегодня являются огневое и электролитическое рафинирование меди, переработка медного лома и отходов кабельной продукции [7]
АО «Кыштымское машобъединение».АО «Кыштымское машиностроительное объединение» было образовано в 1757 году Никитой Демидовым, как железоделательный завод. Сегодня производство ориентировано на выпуск горнодобывающего оборудования, бурового инструмента и скреперных лебедок.
На предприятии разработана и действует программа перспективного развития, направленная на постоянное расширение ассортимента и повышение качества продукции. На увеличение производительности и технического уровня продукции направлена программа модернизации существующего и установки нового оборудования, внедрения новых технологий. Кроме того, ведутся научные разработки принципиально новых образцов буровой техники, не имеющих аналогов [2].
ОАО «Кыштымский радиозавод». Датой рождения предприятия считается 4 апреля 1960 года. Именно в этот день заказчику были сданы первые комплекты изделия специального назначения — автоматического радиопеленгатора «Компас». Основной продукцией являлась сложная радиоэлектронная спецтехника – бортовые и наземные системы и приборы радиоуправления.
В данное время продолжается выпуск беспилотного комплекса воздушной разведки «Строй-П» с летательным аппаратом «Пчела», и на базе этой разработки создается новое поколение «разведчиков» — аппараты «Ястреб», применяемые как в военных, так и в мирных целях, идет освоение других изделий.
Гражданская продукция — это профессиональные радиостанции. Пользуются спросом дозиметры радиоактивности, переговорные устройства, стабилизационные блоки питания, продолжается выпуск радиоприемников «Кварц».
Помимо этих градообразующих предприятий в городе активно развиваются и некоторые другие виды промышленности.
ОАО «Кыштымский горно-обогатительный комбинат». Данное предприятие — крупнейшее в России предприятие по добыче и переработке кварцевого сырья до степени высокочистого концентрата. Производство кварцевого концентрата на комбинате основано на технологии, ставшей результатом научного поиска специалистов предприятия. Оптимальное сочетание методов обогащения сырья позволяет выпускать продукцию высочайшего качества.
ОАО «Кыштымский ГОК» является поставщиком кварцевого концентрата для заводов — производителей кварцевого стекла[9].
Глава 2. Изучение степени загрязнения атмосферного воздуха г. Кыштым 2.1 Состояние воздушного бассейна г. Кыштым
Атмосферный воздух (от греч. Atmos -пар и spharia – воздух) является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. [5]
Кыштым является одним из городов области, экономика которого зависит от металлургических предприятий. На территории города состояние атмосферного воздуха в основном определяется выбросами радиозавода, огнеупорного, медеэлектролитного заводов, управления теплоснабжения, машиностроительного и абразивного заводов [9]. Его вклад в загрязнение атмосферного воздуха на фоне других городов относительно не высок (Рис. 3).
Высокие показатели выбросов вредных веществ в Кыштыме наблюдались в 1988-1993 годах, когда предприятия еще работали в полную силу и еще слабо внедрялись механизмы очистки воздуха. Дальнейшее снижение количества выбросов связано, в первую очередь, с резким сокращением объемов производства на предприятиях города из-за кризиса. В дальнейшем на предприятиях начали предприниматься различные способы и методы очистки воздуха от вредных примесей.
На территории Кыштымского городского округа в 2017 году находится всего 414 предприятий и организаций, имеющих источники выбросов (организованных и неорганизованных).[4] По итогам данных отчетов основными загрязнителями атмосферного воздуха в округе являются следующие предприятия (Таблица 2). В 2015 году произошло увеличение загрязняющих веществ из-за того, что «Кыштымский абразивный завод» увеличил количество выпускаемой продукции. [5,6].
В атмосферу Кыштыма выбрасывается большое количество вредных веществ. Одним из которых является диоксид серы. Диоксид серы – бесцветный газ, который образуется при сжигании нефти и угля, в котельных, на металлургических предприятиях и различных двигателях.(Таблица 3).
По данным отдела экологии в 2014 году произошло увеличение выбросов из-за неорганизованных источников. А в 2015 году наблюдается сокращение выбросов диоксида серы за счет обновления очистных сооружений на предприятиях города. [5,6].
2.2 Биоиндикация, как метод оценки степени загрязнения воздуха
Биоиндикаторы – организмы, присутствие, количество или особенности развития которых, служат показателями естественных условий среды обитания или изменений окружающей среды под действием человека.
Хвойные породы особенно сильно страдают от сернистого газа. Продолжительность жизни хвои сосны в нормальных условиях составляет 3–4 года. За это время она накапливает такое количество сернистого газа, которое существенно превышает пороговое значение. Под его влиянием хвоя сосны в зонах сильного загрязнения становится темно-красной, окраска распространяется от основания иглы к ее острию, и, просуществовав всего один год, хвоя отмирает и опадает. Принцип предложенного в работе метода основан на выявленной зависимости степени повреждения хвои от загрязнения воздуха в районе произрастания сосны обыкновенной [1].
2.3 Биоиндикация атмосферного воздуха в г. Кыштым
В октябре 2017 года на территории города Кыштым была проведена экспресс-оценка атмосферного воздуха с использованием сосны обыкновенной (ПРИЛОЖЕНИЕ IV). Предварительно была проведена подготовка: выбраны участки исследования, составлены таблицы для описания участков, приготовлены конверты для сбора хвои, дневник наблюдений, ручка.
Была отобрана хвоя сосны обыкновенной с четырёх участков, располагающихся в разных частях города, в основном на окраинах. Выбрали сосёнки высотой 1,5-2 метра и собрали с каждого участка по 50 хвоинок 2016 года (вторые сверху мутовки). Определили степень вытоптанности и продолжительность жизни хвои. Выявили особенности расположения участков исследования, не нарушая природную среду. (Таблица 6)
Все четыре участка имеют степень вытоптанности 1-2 балла, что позволяет проводить методику биоиндикации по сосне обыкновенной. Изучили и описали внешний вид хвои - на каждом участке хвоинки отличались. (Таблица 7). Это зависит от расположения точек сбора, от близости автомобильных дорог, частного сектора, крупных промышленных предприятий и преобладающих направлений ветра.
В ходе анализа собранных хвоинок были получены следующие результаты: хвоинки 2016 года имели разную степень повреждения. (Таблица 8)
Хвоинки с большим числом чёрных и жёлтых пятен были обнаружены в районах ЗАО «КМЭЗ» и ОАО «КГОК». Это связано с наличием в данных районах крупных предприятий и автомобильных дорог, приносящих значительное количество вредных веществ в атмосферу, в том числе и диоксид серы. Наименьшее количество повреждений отмечено на территории профилактория на улице Южной. Это связано с отсутствием заводов в данном районе (Рис. 5).
Следующий этап изучения хвоинок – распределение по классам усыхания (Таблица 9). В большинстве хвоинки не имеют сухих участков, что говорит о том условия произрастания сосны благоприятные. Наличие на хвоинках усыхания говорит о том, что в прошлом году было жаркое лето и недостаточное увлажнение. Особенно это характерно для участка около ЗАО «КМЭЗ», т.к. он располагается на открытой местности и не имеет поблизости водоема.
На основе полученных результатов была проведена экспресс-оценка качества атмосферного воздуха с использованием сосны обыкновенной (Таблица 10). Исходя из преобладающих направлений ветра, а так же размещения основных предприятий города были сделаны следующие выводы (Рис. 6):
Району около ЗАО «КМЭЗ» присвоена категория II (чистый). Здесь наблюдается наибольшее количество хвоинок с желтыми и черными пятнами и большими участками усыхания. Это связано с тем, что в эту сторону дуют основные потоки ветра, которые выносят вредные вещества с территории г. Кыштыма в северо-восточном направлении. Высота труб на ЗАО «КМЭЗ» составляет 50 и 70 м. Шматко Г.А. пишет о том, что максимальная концентрация примесей обычно создается на расстоянии кратном 10-20 высот трубы от источника выбросов [12]. Таким образом, данный участок находится на территории, подвергающейся влиянию выбросов с ЗАО «КМЭЗ». ЗАО «Кыштымский медеэлектролитный завод» лидирует по выбросам в атмосферу диоксида серы, так как на этом предприятии используется серная кислота.
Участку ОАО «КГОК» присвоена категория II (чистый). Это объясняется тем, что рядом располагаются предприятия: ОАО «КГОК», «Русский Кварц», «Кыштымский абразивный завод». Так же рядом проходит дорога Екатеринбург – Миасс, по которой постоянно проезжают фуры и большое количество машин работающих на дизельном топливе.
Участок около Радиозавода – категория I – II (воздух идеально чистый –чистый). Место отдалено от дороги; в лесной зоне. Предприятие ОАО «КРЗ» выбрасывает незначительное количество вредных веществ, что мало отражается на окружающей среде.
Участок на ул. Южная – категория I (воздух идеально чистый). Основные потоки ветра дуют в этом направлении редко, поэтому вынос загрязняющих веществ незначительный. В данном районе нет промышленных предприятий, а незначительные повреждения связаны с расположением в частном секторе и близостью дороги.
Исходя из нашей работы наиболее благоприятными районами для жизни людей являются юго-западная и южная части города. Так как рядом нет крупных автомобильных дорог и промышленных предприятий. Вынос вредных веществ ветрами в эту сторону происходит редко. Вероятно, именно поэтому здесь располагается профилакторий Южный.
Самым загрязненным районом в 2016 году является участок располагающийся за территорией ЗАО «КМЭЗ», выезд в сторону садов Теренкуль. Район является самым неблагоприятным для ведения хозяйства и отдыха, так как здесь оседает наибольшее количество диоксида серы. Это приводит повреждениям растений в огородах и садах, а также к плохому самочувствию людей, проживающих в данном районе.
Таким образом, гипотеза нашей работы была доказана. Используя метод биоиндикации по хвое сосны обыкновенной, возможно определить, является ли размещение крупных промышленных предприятий города оптимальным и не наносит существенного вреда атмосфере города Кыштым.
Заключение
В экономике города ведущую роль играют предприятия металлургии и машиностроения. Большинство из них – градообразующие. Когда шло строительство этих предприятий, в законодательстве не было требований по обеспечению экологической безопасности проживающего вблизи населения.
Наиболее сильными загрязнителями являются крупные промышленные металлургические предприятия, которые выбрасывают в атмосферу значительное количество оксидов азота, углерода, диоксида серы, а также различных примесей, сопровождающих производство. Помимо этого, существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит автомобильный транспорт.
В ходе работы нами была составлена эколого-географическая характеристика г. Кыштым, которая подробно отражает особенности географического положения, климатических условий, водных ресурсов и разнообразия почв, растительности и животного мира.
В Кыштымском городском округе серьезной экологической проблемой является загрязнение воздуха особенно северной его части, где расположено четыре крупных предприятия: ООО «Кыштымский огнеупорный завод», ЗАО «Кыштымский медеэлектролитный завод», ОАО «Кыштымский абразивный завод» и несколько предприятий на площадке ОАО «Кыштымский горнообогатительный комбинат». Именно поэтому необходима реализация природоохранных мероприятий на предприятиях округа. Самым благополучным районом считается район ул. Южной, где начинается лесная зона и отсутствуют промышленные производства.
Выбросы, осуществляемые на предприятиях, мало оседают в черте города, а благодаря преобладающим ветрам, выносятся в северо-восточном направлении за его пределы. Таким образом, можно сказать, что размещение предприятий для данного города является оптимальным.
Можно сказать, что в различных частях города наблюдается различная степень загрязненности воздуха, которая зависит от различных факторов. Рассматривая результаты в целом, можно сказать, что воздух чистый. А это говорит о том, что в атмосферу города выбрасывается относительно низкое количество диоксида серы.
В дальнейшем данную работу можно продолжить и увеличить количество точек сбора хвои. Это позволит более точно выделить районы наиболее благоприятные для жизни людей, а так же позволит провести наблюдение как изменяется экологическая ситуация во времени.
Список литературы
Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб.пособие для студ. высш. учеб. заведений [Текст] / О. П. Мелехова, Е. И. Егорова, Т. И. Евсеева и др.; Отв. ред. О. П. Мелехова. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – С.13–15.
Вершинина, Т. Окно в Европу [Текст] / Т. Вершинина // Издательский дом «Восточные ворота». – 2007. – №3. – С. 25.
Комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды, Состояние воздуха в прямой зависимости от работы заводов [Текст] / Комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды // Кыштымский рабочий. – 2002 г. – №61. – С. 3
Комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды Администрации Кыштымского городского округа
Экологический вестник / Комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды администрации Кыштымского городского округа. – рукопись [Текст]. – Кыштым. – 2015.
Экологический вестник / Комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды администрации Кыштымского городского округа. – рукопись [Текст]. – Кыштым. – 2016.
Красильников, И. Здесь рождается металл[Текст] /И. Красильников //Кыштымский рабочий. – 2007. – 14 июля.
Мещеряков, Б.М. Кыштым/Исторический очерк [Текст] / Б. М. Мещеряков. – Магнитогорск: ПМП «МиниТип», 1997. – 264 с.
Пугачева, Е. Сырье для кварцевого стекла[Текст] /Е.Пугачева // Издательский дом «Восточные ворота». – 2007. – №3. – С. 31.
Официальный сайт Министерства по радиационной и экологической безопасности Челябинской области [Электронный ресурс]. – Челябинск: 2011. - Режим доступа: http://mineco174.ru/, свободный. – Загл. с экрана.
Официальный сайт Администрации Кыштымского городского округа [Электронный ресурс]. – Кыштым: Администрация Кыштымского городского округа, 2011. – Режим доступа: http://adminkgo.ru/kyshtym/index.php, свободный. – Загл. с экрана.
Шматко, Г. А. Оценка воздействия на окружающую среду: Учебное пособие [Текст] / Г. А. Шматко, С. Г. Ницкая // Отв. ред. Г. А. Шматко.– Челябинск: Изд-во ЮУРГУ, 2002. – 66 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ
1: 10000
Рис. 1. Географическое положение г. Кыштым [10,11]
Рис. 2. Роза ветров для г.Кыштым (составлено по: [4])
Таблица 1
Среднемесячная и среднегодовая скорость ветра
(составлено по: [4])
Месяц |
Среднемесячная скорость ветра, м/с |
Январь |
3,7 |
Февраль |
3,7 |
Март |
4,0 |
Апрель |
3,9 |
Май |
4,0 |
Июнь |
3,8 |
Июль |
3,5 |
Август |
3,2 |
Сентябрь |
3,6 |
Октябрь |
4,3 |
Ноябрь |
4,3 |
Декабрь |
4,2 |
Среднегодовая скорость ветра составляет 3,8 м/с |
Рис. 3. Выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников
(тыс. тонн в год) [10]
Таблица 2
Основные загрязнители атмосферного воздуха. [5,6]
№ |
Название предприятия |
Выбросы (тнгод) |
|
2014 год |
2015 год |
||
1 |
ЗАО «КМЭЗ» |
375,457 |
349,543 |
2 |
ОАО «Кыштымский ГОК» |
9,068 |
12,463 |
3 |
ОАО «Кыштымский абразивный завод» |
17,923 |
310,349 |
4 |
ОАО «Радиозавод» |
37,867 |
48,620 |
5 |
АО «КМО» |
57,799 |
64,370 |
6 |
ООО «Русский Кварц» |
3,668 |
3,569 |
Итого: |
501,782 |
788,914 |
Таблица 3.
Сравнение количества выбросов диоксида серы в атмосферу на территории города Кыштым. [5,6]
Диоксид серы |
|
За 2013 год тонн |
97,950 |
За 2014 год тонн |
106,650 |
Итого увеличение выбросов в 2014 году тонн |
8,703 |
За 2015 год тонн |
70,066 |
Итого сокращение выбросов в 2015 году тонн |
36,584 |
Метод биоиндикации по сосне обыкновенной [1]
Хвойные породы особенно сильно страдают от сернистого газа. Чувствительность к нему убывает в последовательности: ель — пихта — сосна веймутова и обыкновенная — лиственница. Продолжительность жизни хвои сосны в нормальных условиях составляет 3—4 года. За это время она накапливает такое количество сернистого газа, которое существенно превышает пороговое значение. Под влиянием токсиканта хвоя сосны в зонах сильного загрязнения становится темно-красной, окраска распространяется от основания иглы к ее острию, и, просуществовав всего один год, хвоя отмирает и опадает. Лиственница, ежегодно сбрасывающая хвою, значительно устойчивее к сернистому газу. Поэтому по продолжительности жизни хвои сосны и характеру некрозов можно определить степень поражения сосновых насаждений сернистым газом.
По наблюдению ученых толщина воскового слоя на хвое сосны тем больше, чем выше концентрация или продолжительность воздействия на нее сернистого газа. Следует определять содержание воска в растительном материале.
Двуокись серы вызывает у сосны обыкновенной характерные изменения в содержании фенольных соединений, которые наблюдаются задолго до появления видимых симптомов повреждения.
Принцип предложенного в работе метода основан на выявленной зависимости степени повреждения хвои (некрозов и усыхания) от загрязнения воздуха в районе произрастания сосны обыкновенной.
Цель работы — экспресс-оценка качества воздуха по состоянию хвои Pinus sylvestris.
Для выбора подходящих деревьев (тест-объектов для определения степени усыхания и повреждения хвои в полевых условиях) требуются увеличительные стекла (или лупы), карандаш, блокнот, компас. Порядок работы следующий:
Выбрать сосенки высотой 1—1,5 м на открытой местности с 8 —15 боковыми побегами. Выборку хвои необходимо делать с нескольких близко растущих деревьев на площади 10 х 10 м2. В блокнот вносятся сведения о месте сбора и наличии вблизи возможного интенсивного движения транспорта; указывается также время осмотра хвои. Очень важен при выборе деревьев показатель вытоптанности участка произрастания сосны. Степень вытоптанности участка оценивается баллами 1 — 4: 1 — вытаптывания нет; 2 — вытоптаны тропы; 3 — нет ни травы, ни кустарников; 4 — осталось немного травы вокруг деревьев. При вытоптанности территории, оцениваемой баллами 3 и 4, экспресс-оценка воздушного загрязнения невозможна.
Осмотреть у каждого дерева хвоинки предыдущего года (вторые сверху мутовки). Если деревья очень большие, то обследование проводить на боковом побеге в четвертой сверху мутовке (Рис. 4).
Рис. 4. Участок побега, на котором проводят обследование хвои для экспресс-анализа качества воздуха
Всего собирают или осматривают не менее 30 хвоинок. Шипик хвоинки всегда светлее. Он не оценивается. По степени повреждения и усыхания хвои выделяют несколько классов (Таблица 9).
Таблица 4
Классы повреждения и усыхания хвои
Классы повреждения: 1 — хвоинки без пятен; 2 — хвоинки с небольшим числом мелких пятен; 3 — хвоинки с большим числом черных и желтых пятен. Классы усыхания: 1 — на хвоинках нет сухих участков; 2 — на хвоинках усох кончик 2— 5 мм; 3 — усохла 1/3 хвоинки; 4 — вся или большая часть хвоинки сухая.
Определить продолжительность жизни хвои. Обследовать верхушечную часть ствола за последние годы: каждая мутовка, считая сверху, — это год жизни (Рис. 4).
Провести оценку степени загрязнения воздуха по оценочной шкале, включающей возрастные характеристики хвои, а также классы повреждения хвои на побегах второго года жизни с помощью Таблицы 10
Таблица 5
Экспресс-оценка загрязнения воздуха(I—VI) с использованием сосны обыкновенной (Pinussylvestris)
Максимальный возраст хвои |
Класс повреждения хвои на побегах второго года жизни |
||
4 |
I |
I -II |
III |
3 |
I |
II |
III-IV |
2 |
II |
III |
IV |
2 |
— |
IV |
IV-V |
1 |
— |
IV |
V-VI |
1 |
— |
— |
VI |
Примечание: I — воздух идеально чистый; II — чистый; III — относительно чистый («норма»); IV — загрязненный («тревога»); V — грязный («опасно»); VI — очень грязный («вредно»); невозможные сочетания.
Таблица 6
Описание участков исследования.
№ |
участок |
Особенности расположения |
Степень вытоптанности |
Продолжительность жизни хвои |
1 |
КМЭЗ |
место сбора находится в частном секторе; в 50 метрах от проезжей части; место травянистое; рядом проходит тропа, ведущая в лес. |
2 балла |
3-4 года |
2 |
ГОК |
место сбора находится в 15метрах от трассы; располагается вблизи от болота; место травянистое. |
1 балл |
2-3 года |
3 |
Радиозавод |
место сбора находится на лыжной базе, в 10 метрах от стоянки; на склоне; рядом идёт тропинка; место проходимо; есть немного травы. |
2 балла |
4 года |
4 |
ул. Южная |
место сбора находится больше в лесной зоне, в 50 метрах от дороги (транспортное движение не постоянно);в 3 метрах от места есть тропа. |
1 балл |
2-3 года |
Таблица 7
Внешний вид хвои.
№ |
Участок |
Внешний вид хвои |
1 |
КМЭЗ |
Большая часть хвоинок длинная, светлая; есть хвоинки усохшие полностью; |
2 |
ГОК |
Большая часть хвоинок короткая, очень грязные, светлые |
3 |
Радиозавод |
Большая часть хвоинок короткая, тёмно-зелёного цвета; число пятен незначительное. |
4 |
ул. Южная |
Хвоинки длинные, тёмно-зелёного цвета; следов усыхания практически нет. |
Таблица 8
Классы повреждения хвои.
№ |
участок |
хвоинки без пятен % |
хвоинки с небольшим числом мелких пятен % |
хвоинки с большим числом чёрных и жёлтых пятен % |
1 |
КМЭЗ |
34 |
42 |
24 |
2 |
ГОК |
0 |
92 |
8 |
3 |
Радиозавод |
38 |
52 |
10 |
4 |
ул. Южная |
52 |
46 |
2 |
Таблица 9
Классы усыхания хвои
№ |
Участок |
Хвоинки без сухих участков, % |
На хвоинках усох кончик, 2-5 мм, % |
Усохла 13 хвоинки, % |
Вся или большая часть хвоинки усохла, % |
1 |
КМЭЗ |
62 |
14 |
- |
24 |
2 |
ГОК |
74 |
20 |
2 |
4 |
3 |
Радиозавод |
82 |
4 |
10 |
4 |
4 |
ул. Южная |
98 |
- |
- |
2 |
Таблица 10
Экспресс-оценка качества атмосферного воздуха с использованием хвои сосны обыкновенной.
№ |
Участок |
Оценка |
1 |
КМЭЗ |
II (чистый) |
2 |
ГОК |
II (чистый) |
3 |
Радиозавод |
I-II (воздух идеально чистый – чистый) |
4 |
ул. Южная |
I (воздух идеально чистый) |
Рис. 5. Степень повреждения хвои сосны обыкновенной на территории г. Кыштым
Рис. 6. Экспресс-оценка атмосферного воздуха методом биоиндикации