4.1.2 Определение состояния атмосферного воздуха с использованием в качестве биоиндикаторов древесных растений и лишайников

Всего на пробных площадях в городе Балашове и поселках Барки, Рассказань, Пады и Красная Кудрявка зарегистрировано 40 видов из числа древесных растений. В том числе пять видов из группы неустойчивых, 19 видов из группы средней степени устойчивости и 16, относящихся к устойчивым к загрязнению атмосферного воздуха видам (табл. П.6). Большинство видов произрастает в парке имени Куйбышева, расположенного в г. Балашове. Значительная часть – на станции юных натуралистов. На других пробных площадях зарегистрировано от одного до 3-5 видов из групп разной степени устойчивости, что создавало определенные трудности при подборе биоиндикаторов и привело к необходимости закладки пробных площадей размерами до 50 м длиной и 50 м шириной, то есть по 25 м от центра в обе стороны от автомагистралей. Такой размер пробной площади обеспечивает с одной стороны включение территории наиболее интенсивного загрязнения автотранспортом атмосферного воздуха и почвы, с другой – зеленые насаждения улиц, палисадники и часть садов и огородов горожан. Кроме того, длина и ширина пробной площади обеспечивает включение видового состава, необходимого для проведения мониторинга атмосферного воздуха на пробных площадях.

Определение состояния атмосферного воздуха по повреждению

листовых пластинок (хвоинок)

В качестве растений - биоиндикаторов были подобраны наиболее чувствительные к загрязнителям виды, относящиеся к группе неустойчивых. На пробных площадях города Балашова были отобраны и зарегистрированы виды Picea abies (L.) Karst. – Ель европейская, Betula verrucosa Ehrh. – Береза бородавчатая, Aesculus hippocastanum L.- конский каштан обыкновенный, Robinia pseudoacacia L. – Робиния лжеакация, Populus alba L.- Тополь белый.

Результаты исследований отражены в табл. 5. 8.

Таблица 5.8 - Результаты учета поврежденной площади листовой пластинки (хвоинки) у видов, относящихся к группе неустойчивых к загрязнению атмосферного воздуха

№ пробных площадей	Процент поврежденной площади, к общей площади
	0	до 15%	до 50%	свыше 50%
1	2	3	4	5
П.П. 1- Автовокзал (452±14 автомашин/ час)			23,2± 0,8
П.П. 2- КПТ (203±9 автомашин/ час)		11,6±0,4
П.П. 3- АЗС (411±12 автомашин / час)			25,2±0,8
П.П. 4 – ЖБК (68,7±3 автомашин/ час)		8,7±0,3
П.П. 5 – Перекресток Макаренко (374±12 автомашин/ час)			20,1±0,7
П.П. 6 – Станция юннатов (движение автотранспорта - единичное)		3,4±0,15
П.П. 7 – Парк им. Куйбы-шева (движение автотран-спорта - единичное)		6,9±0,3

Степень загрязнения атмосферного воздуха определялась по табл. 5.9.

Таблица 5.9 - Определение степени загрязнения воздуха по проценту

поврежденной площади листа (хвоинки)

Балл	Степень загрязнения воздуха	Процент повреждения площади листовой пластинки (хвоинки)
1	2	3
0	воздух чист	0
1	слабая	до 15
2	средняя	до 50
3	высокая	выше 50

Анализ исследований, проведенных в 2005 г., позволяет сделать заключение о том, что в условиях города на всех пробных площадях отмечено незначительное повреждение листовых пластинок (хвоинок) у древесных растений, относящихся к группе видов не устойчивых к загрязнению атмосферного воздуха токсичными веществами. Слабая степень загрязнения (повреждение площади листовой пластинки менее 15%) отмечена на четырех пробных площадях. На трех пробных площадях загрязнение атмосферного воздуха, незначительно превышает один балл, так как степень повреждения листовой пластинки несколько превышает 15% от ее площади, однако, этот процент значительно ниже верхней границы для двух баллов, составляющая 50% площади листовой пластинки (хвоинки). Таким образом, для территорий города Балашова, представленных пробными площадями 2- КПТ, 4 – ЖБК, 6 – Станцией юннатов и 7 – Парком им. Куйбышева загрязнение атмосферного воздуха составляет менее одного балла (слабая степень загрязнения). Для территорий, представленных пробными площадями 1- Автовокзалом, 3- АЗС и 5 –Перекрестком Макаренко степень повреждения площади листовых пластинок (хвоинок) несколько превышает значения для одного балла и значительно ниже верхней границы повреждения (50%), характерной для средней степени загрязнения атмосферного воздуха. В табл. 5.10 приведены статистические параметры, характеризующие средние арифметические значения, полученные по определению процента повреждения листовых пластинок (хвоинок) растений на пробных площадях, расположенных в городской черте Балашова.

Таблица 5.10 Статистические показатели средних значений процента повреждения листовых пластинок (хвоинок) на пробных площадях в г. Балашове (2005 г.)

Район пробных площадей	M±m		Cv	P	t
1	2	3	4	5	6
П.П. 1- Автовокзал (452±14 машин/ час)	23,2± 0,8	5,8	25	3,45	29

Продолжение табл. 5.10

П.П. 2- КПТ (203±9 автомашин/ час)	11,6±0,4	2,8	24,1	3,45	29
П.П. 3- АЗС (411±12 автомашин / час)	25,2±0,8	5,8	25	3,17	31
П.П. 4 – ЖБК (68,7±3 автомашин/ час)	8,7±0,3	2,1	24,1	3,45	29
П.П. 5 – Перекресток Макаренко (374±12 автомашин/ час)	20,1±0,7	4,9	24,3	3,48	29
П.П. 6 – Станция юннатов (движение автотранспорта - единичное)	3,4±0,15	1,1	32,3	4,41	23
П.П. 7 – Парк им. Куйбышева (движение автотран-спорта - единичное)	6,9±0,3	2,13	30,8	4,34	23

Примечание: каждый вариационный ряд представлен 50 вариантами

Достоверность результатов исследования, определенная на 95% доверительном уровне значимости, обеспечена вычисленными высокими значениями критерия Стьюдента (от 23 до 31), значительно превышающими табличное значение, составляющее для вариационных рядов объемом выборки из 50 вариант 2,008 и показателем точности опыта, составляющим менее пяти процентов, для всех вычисленных значений средних арифметических. Анализ табл. 5. 10 и рис. 5.7 показывает на то, что между динамикой интенсивности движения автотранспорта и процентом повреждения листовой пластинки (хвоинки) прослеживается довольно тесная положительная связь. При этом коэффициент корреляции равен 0,96 (табл. 5.11). Мониторинг атмосферного воздуха в поселках показал, что незначительные повреждения листовых пластинок (менее 5%) зарегистрированы только в поселке Барки. В остальных поселках, в соответствии с методикой, можно оценить состояние атмосферного воздуха по трехбалльной шкале нулем баллов – воздух абсолютно чист.

Таблица 5.11 Степень корреляционной связи между интенсивностью движения автотранспорта и степенью повреждения листовой пластинки (хвоинки) в 2005 г.

Номер пробной площади и ее район	Кол-во машин (х)	(y)	х^2	у^2	ху
П.П. 1- Автовокзал	452	23,2	204304	538,2	10486,4
П.П. 2- КПТ	203	11,6	41209	134,5	2354,8
П.П. 3- АЗС	411	25,2	168921	635,0	10357,2
П.П. 4 – ЖБК	69	8,7	4761	75,7	600,3
П.П. 5 – Перекресток Макаренко	374	20,1	139876	404,0	7517,4
СУММА:	1509	88,7	559071	1787,4	31316,1

= 0,96.

Рисунок 5.7 Степень корреляционной связи между интенсивностью движения автотранспорта и степенью повреждения листовой пластинки (хвоинки) в 2005 г.

Анализируя результаты можно отметить, что воздух в г. Балашове на сегодняшний день незначительно загрязнен во всех районах. В баллах степень загрязнения характеризуется от минимальной, в условиях станции юных натуралистов (0,22 балла) и максимальной (1,01 балла) - в условиях АЗС, что соответствует слабой степенью загрязнения атмосферного воздуха. Из четырех обследованных поселков Балашовского района, незначительная степень загрязнения атмосферного воздуха отмечена только в поселке Барки, то есть поселке, который расположен в непосредственной близости от автострады с интенсивным движением автомашин. Однако и здесь степень загрязнения значительно ниже одного балла и, следовательно, в настоящее время степень загрязнения не представляет в поселках угрозы для здоровья людей. Следует отметить, что один балл это предельно допустимая концентрация загрязнения атмосферного воздуха, не вредящая здоровью населения. Вместе с тем, учитывая, что с годами интенсивность движения автотранспорта увеличивается, восстанавливаются и развиваются отрасли народного хозяйства, становится актуальным разработка мер и программ, направленных на нейтрализацию загрязнения геофизических сред и, прежде всего, в городах и населенных пунктах.

Определение чистоты воздуха по внешним повреждениям

древесных растений, относящихся к различным группам

устойчивости

Мониторинг осуществляется путем осмотра растений, произрастающих на пробных площадях и выявления поврежденных (неповрежденных) растений, относящихся к различным группам устойчивости к загрязнению атмосферного воздуха. На пробных площадях отмечено присутствие представителей трех групп устойчивости растений к загрязнению атмосферного воздуха (приложение, табл. П. 6). Степень устойчивости приведена по Х.Г. Десслеру, А.И. Золотухину, В.Б. Любимову и С.А.Лукьяновой (Десслер, 1981; Золотухин, Любимов, Лукьянова, 1997). Кроме того, при определении степени устойчивости, мы руководствовались и своими многолетними наблюдениями за состоянием растений в условиях интенсивного движения автотранспорта, как в городе Балашове, так и в г. Саратове и Энгельсе, что позволило несколько дифференцировать виды из списков, предложенных в источниках. Результаты исследований отражены в табл. 5.12.

Таблица 5.12 - Результаты учета поврежденных растений на пробных площадях, заложенных в различных районах г. Балашова

Группа устойчивости растений
Район пробных	устойчивые		средней степени устойчивости		неустойчивые
площадей	повреж-ден.	непов-режден.	повреж-дены	непов-режден.	повреж-ден.	непов- режден.
П.П. 1- Автовокзал			+		+
П.П. 2- КПТ					+
П.П. 3- АЗС			+		+
П.П. 4 – ЖБК					+
П.П. 5 – пер. Мака-ренко			+		+
П.П. 6 – Станция юннатов					+
П.П. 7 – Парк им. Куйбышева					+

На всех пробных площадях древесные растения, относящиеся к группе устойчивых, оказались неповрежденными от действия загрязнителей атмосферного воздуха. Незначительные повреждения листовой пластинки (хвоинки) у растений из группы средней степени устойчивости отмечено, только на трех пробных площадях, характеризующихся интенсивным движением автотранспорта. Это П.П. 1- Автовокзал, П.П. 3- АЗС и П.П. 5 – пер. Макаренко. Представители древесных растений из группы неустойчивых к загрязнению атмосферного воздуха незначительно повреждены на всех пробных площадях. Следует отметить, что атмосферный воздух в районах г. Балашова имеет слабую степень загрязнения от выхлопов автомобильного транспорта. Нейтрализация токсичного влияния автотранспорта обеспечивается особенностью ландшафта и ветрового режима. Среди зеленых насаждений в поселках Балашовского района, незначительные повреждения на видах, относящихся к группе не устойчивых растений к загрязнению атмосферного воздуха, зарегистрированы только в поселке Барки. В остальных поселках все три группы растений оказались не поврежденными от загрязнения атмосферного воздуха.

Определение чистоты воздуха по наличию групп лишайников,

отличающихся степенью устойчивости к загрязнителям воздуха

Мониторинг атмосферного воздуха осуществляется по наличию на пробных площадях различных морфологических групп лишайников, отличающихся по степени устойчивости к загрязнению воздуха. Экспериментально установлено, что: при слабом загрязнении воздуха исчезают кустистые лишайники; при средней степени загрязнения - кустистые и листоватые; при высокой степени - исчезают все три группы лишайников (Шапиро, 1991).

Результаты учета наличия лишайников на пробных площадях в г. Балашове приведены в табл. 5.13.

Таблица 5.13 - Результаты учета лишайников на пробных площадях

№ пробной	Наличие групп лишайников на пробных площадях
площади	листоватые	кустистые	накипные
П.П. 1- Автовокзал	+	-	+
П.П. 2- КПТ	+	-	+
П.П. 3- АЗС	+	-	+
П.П. 4 – ЖБК	+	-	+
П.П. 5 – пер. Макаренко	+	-	+
П.П. 6 – Станция юннатов	+	-	+
П.П. 7 – Парк им. Куйбышева	+	-	+

Результаты учета лишайников на пробных площадях, отраженные в табл. 5.13, сопоставляются с данными, приведенными в табл. 5.14 с целью определения степени загрязнения воздуха.

Таблица 5.14 - Определение степени загрязнения воздуха по наличию