Загрязнение воздуха и его оценки

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………..………………………..……………………….…..…...…3
1. Лишайники как биоиндикаторы загрязнения
атмосферного воздуха………………………………………………...…….…4
2. Оценка загрязнения воздуха с помощью лишайников..…...………..7
Заключение…………..……………………….………………………........…... 9
Список литературы…………………………….……………..…………..…..10

Введение
Из всех составных частей биосферы для нормальной жизнедеятельности человека, прежде всего, нужен воздух. Без еды человек может прожить до пяти дней, без воздуха не более пяти минут. В сутки человек в среднем потребляет около килограмма пищи, до двух с половиной литров воды и кислород из двадцати килограммов воздуха. Но потребляемый воздух должен отвечать определённым санитарным требованиям, иначе он вызовет острые или хронические заболевания. В результате промышленных выбросов воздух многих зарубежных городов загрязнен настолько, что днем почти не видно солнца. Промышленная пыль представляет собой один из основных видов загрязнения атмосферы. 
Актуальность данной темы, в настоящее время практически не обсуждается. Эта тема важна потому, что, во-первых, атмосферный воздух - один из важнейших жизнеобеспечивающих компонентов на Земле. Именно загрязнение атмосферного воздуха - это самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на растения, животных, микроорганизмы; на все трофические цепи и уровни; на качество жизни человека; на устойчивое функционирование экосистем и биосферы в целом.
Во-вторых, в борьбе с загрязнением атмосферного воздуха приходится учитывать, наряду со стремлением к его уменьшению, необходимость сохранения производств, чья продукция играет в жизни людей очень важную роль. Поэтому, необходимы разработки разумных стратегий и тактики в организации и проведении в жизнь мер по уменьшению техногенного загрязнения атмосферы.
1. Лишайники как биоиндикаторы загрязнения атмосферного воздуха
Проблема загрязнения окружающей среды является одной из глобальных проблем современной цивилизации. В связи с развитием промышленности и транспорта в биосферу поступает большое количество вредных выбросов. На Земле практически нет места, куда бы не поступали в той или иной концентрации загрязняющие вещества. Среди них большой удельный вес имеют сернистый газ, оксид углерода, сероводород, аммиак, а также копоть, пепел, твердые частицы. При изучении степени загрязнения окружающей среды промышленными объектами важна реакция биологических объектов на поллютанты. Уникальные свойства лишайников позволили использовать их для общей оценки степени загрязненности атмосферы. На основе этого стало развиваться особое направление индикационной экологии — лихеноиндикация.
Лишайники выбраны объектом глобального биологического мониторинга, поскольку они распространены по всему Земному шару и поскольку их реакция на внешнее воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна по сравнению с другими организмами. Лишайники чутко реагируют на характер и состав субстрата, на котором они растут, на микроклиматические условия и состав воздуха. В силу чрезвычайного «долголетия» лишайников их можно использовать для датировки возраста различных предметов на основе измерения их слоевищ — в диапазоне от нескольких десятилетий до нескольких тысячелетий.
Чувствительность лишайников к загрязнению воздуха определяется:
симбиотической природой;
большой абсорбционной поверхностью (все вещества, включая газообразные и растворенные в воде поллютанты, поглощаются всей поверхностью таллома);
высокой гидрофильностью;
средой обитания (осадки, стекающие по стволу, содержат значительно более высокие концентрации поллютантов, чем осадки на открытых местах);
длительностью жизни.
Используя лишайники, легко организовать систему биомониторинга — систему долгосрочных наблюдений за изменением степени загрязнения по состоянию биологических тест-объектов.
Для этого проводят измерение проективного покрытия лишайников по системе постоянных пробных площадок (если предполагаемый тренд загрязнения достаточно велик) либо переменных пробных площадок (если тренд загрязнения мал) и получают средние значения проективного покрытия для исследуемой территории. Затем через определенный промежуток времени проводят повторные измерения проективного покрытия. По изменению как общего проективного покрытия, так и отдельных видов можно, используя шкалы чувствительности лишайников, судить о тренде загрязнения. Установлено, что наиболее удобными для изучения загрязнения атмосферного воздуха являются эпифитные лишайники, так как стволы деревьев подвергаются более сильной циркуляции воздуха круглогодично, и эпифиты получают все необходимые вещества из атмосферы, а дерево служит им только местом для прикрепления. Лишайники-эпифиты, т.е. лишайники, обитающие на коре деревьев, являются организмами, чувствительными к изменению содержания в воздухе ряда химических элементов и соединений, входящих в состав выбросов большинства промышленных производств. К числу важнейших по влиянию на окружающую среду химических веществ этого ряда относятся сернистый ангидрид, окислы азота, тяжелые металлы, фториды.
Также удобство заключается в том, что эпифитные лишайники обитают в более однородных условиях существования, чем напочвенные и эпилитные лишайники. Существует факт, что при повышении загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые, затем листоватые и потом уже накипные формы лишайников.
Лишайниковая флора является лучшим индикатором загрязнения окружающей среды, так как численность и видовой состав лишайников резко возрастают или убывают на определенном расстоянии от источника загрязнения. При этом у лишайников наблюдаются морфологические изменения, а также накопление элементов загрязненного воздуха. Они способны аккумулировать тяжелые металлы, что используется при составлении карт загрязненности городов и территорий.
Лихеноиндикационные исследования позволяют дать качественную оценку состояния приземного воздуха. Нитрофильные виды лишайников указывают на загрязнение воздуха соединениями азота. Сильное кратковременное загрязнение ведет к гибели лишайников, а долговременное влияние вызывает их угнетение.
2. Оценка загрязнения воздуха с помощью лишайников
Методы с использованием лишайников можно разделить на несколько групп.
Исторический анализ. Возможен при хорошей изученности лихенофлоры данного района, когда можно сравнить исторические данные с современным состоянием лишайников;
Градиентный анализ. Используется для оценки влияния источника загрязнения по градиенту к фоновому району. Дает хорошие результаты в случае точечных и единичных источников загрязнения. Гораздо хуже работает в случае множественных источников загрязнения.
Картирование. Составление карт распространения лишайников с использованием видовой оценки, различных индексов и т.д.
Загрязнение атмосферного воздуха влияет на интенсивность фотосинтеза и дыхательную способность лишайников. По мере повышения уровня загрязненности можно наблюдать уменьшение интенсивности фотосинтеза и, наоборот, увеличение дыхательной способности. Отношение дыхательной способности лишайников к потенциальной интенсивности фотосинтеза в большинстве случаев возрастает, а иногда и превышает контрольный уровень в 2–3 раза.
Лишайники очень чувствительны к широкому спектру естественных и антропогенных факторов, их произрастание на деревьях характеризуется микроклиматическими условиями (влажность, освещенность, атмосферные условия) и особенностями субстрата (микроструктура поверхности, химия и рН коры).
Использование лишайников в биоиндикации может дать быстрый, простой и дешевый доступ к информации, характеризующей степень атмосферного загрязнения, особенно в городских и промышленных районах. Они, в отличие от высших растений, лишены восковой кутикулы для защиты от влияния окружающей среды или снижения водных потерь. Из-за медленного роста и долгой жизни на них серьезно влияют химические или другие загрязняющие вещества, их убивает дым больших городов. Роль лишайников как биоиндикаторов загрязнения атмосферы известна давно, но в настоящее время новым является интенсивное исследование состояния окружающей среды специфических регионов с помощью лишайников, что привело к более частому их использованию.
Распределение лишайников на территории зависит от многих причин, в том числе и от степени загрязнения воздуха. Они могут служить индикаторами его чистоты. Особенно заметна разница в количестве и видовом составе лишайников при сравнении их флоры в естественных и культурных фитоценозах (например, в городских зеленых насаждениях). Имеются виды лишайников, устойчивых (полеотолерантных) к городской среде и неустойчивых. Выявлена корреляция между загрязнением воздуха отходами промышленных производств (серным диоксидом, окислами азота, соединениями фтора и т.п.) и видовым разнообразием лишайников: чем выше загрязнение воздуха, тем менее богата их флора. Наиболее устойчивы к загрязнению некоторые виды: Xanthoria, Physcia, Anaptychia, Lecanora и др.
Получены данные в результате исследований оценки качества воздушной среды окрестностей городов с использованием анализа эпифитного лишайникового покрова на постоянных пробных площадях, расположенных на территориях естественных зеленомощных сосновых насаждений, непосредственно примыкающих к границе города. На основе этих данных установлено, что значения характеристик эпифитного лишайникового покрова, такие как общее линейное покрытие, среднее число видов, покрытия доминантных видов, содержание серы и азота в талломах в пригороде значимо отличаются от данных характеристик в фоновом районе. Для окрестностей характерно уменьшение доли участия самых чувствительных к загрязнению — кустистых видов и увеличение доли накипных видов по сравнению с фоновой территорией.
Заключение
В заключение хочется отметить, что на основании встречаемости и видового разнообразия доминантных видов, таких как леканора (Lecanora carpinea) и пармелия (Parmelia caperata) можно установить примерную среднегодовую концентрацию оксидов серы в разных районах города. Результаты исследований, проведенных Н.Л.Максимовой и И.М.Афанасьевой методом лихеноиндикации, позволяют уточнить зонирование территории города по уровню загрязненности воздушной среды и рассчитать степень экологического риска для здоровья населения.
На основе изучения видового разнообразия лишайниковой флоры городов путем нанесения на карту-схему города результатов исследований можно выделить зоны с различным уровнем состояния городской среды. Эти зоны выделяются с учетом числа выявленных видов лишайников, их жизненности и степени встречаемости в квадратах. Прерывистость зон характеризуется развитием транспортной системы и расположением промышленных предприятий.
В естественных условиях произрастания содержание тяжелых металлов в эпигейных лишайниках больше, чем в эпифитных, что, скорее всего, связано с особенностями субстрата, на которых они растут. В эпифитных лишайниках, произрастающих в городской местности, концентрация трехвалентного железа Fe (III) больше, чем в лишайниках сельской местности. Вероятно, большая часть токсичных веществ аккумулируется в эпифитных лишайниках. Поэтому их целесообразнее использовать в качестве тест-объектов загрязненности окружающей среды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абдрахманов О.А., Нуркенова А.Т. Современное состояние лишайниковой флоры на территории Дегелен Семипалатинского испытательного полигона // Актуальные проблемы экологии: II Междун. науч.-практ. конф. — Караганда,— С. 231–232.;
2. Голубкова Н.С., Малышева Н.В. Влияние роста города на лишайники и лихеноиндикация атмосферных загрязнений г. Казани // Ботан. журн. — 1978. — Т. 63. — № 8. — С. 1145–1152.;
3. Домнина Е.А., Шапиро И.А., Быков О.Д. Изменение фотосинтеза и дыхания лишайников в районе Кирово-Чепецкого химического комбината // Ботан. журн. — 2007. — Т. 92. — № 4. — С. 515–523.;
4. Макрый Т.В. Лишайники Байкальского хребта // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. — Новосибирск, —С. 123–126.;
5. Тарасова В.Н., Евсеева И.В. Многолетний мониторинг окрестностей г. Петрозаводска методом лихеноиндикации // Европа в XXI веке: природа, культура, экономика: Материалы Междунар. конф., посвящ. 60-летию КарНЦ РАН. — Петрозаводск, 2006. — С. 214–216.